CƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ

CƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯCƠ SỞ VẬT LÝ BỨC XẠ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ

(Bài 1) NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỀ XẠ TRỊ UNG THƯ ThS-KS Nguyễn Xuân Kử I GIỚI THIỆU 1-1 Xạ trị ? • Xạ trị ba phương pháp để điều trị bệnh ung thư (phẫu thuật, xạ trị hóa trị) • Xạ trị kỹ thuật mà sử dụng xạ ion hóa có lượng đủ lớn, liều lượng thích hợp để tiêu diệt tế bào ung thư • Nguyên tắc xạ trị phân bố liều hấp thụ cao cách hợp lý thể tích bia (khối u), đồng thời phải giảm thiểu liều có hại cho mơ lành liên quan • Tùy theo loại bệnh, giai đoạn bệnh, tùy theo vị trí, kích thước khối u, tùy theo thể giải phẫu bệnh… tế bào người ta cóa thể dùng xạ trị đơn hay kết hợp hai ba ba phương pháp với 1-2 Bức xạ ion hóa - Bức xạ điện từ (photon), gồm: • Bức xạ Gamma ( ) từ nguồn phóng xạ tự nhiên (Ra-226), nguồn phóng xạ nhân tạo (C0-60, Cs-137, Ir-192 v.v ) • Trong máy phát tia-X - Bức xạ hạt, chẳng hạn: • Hạt Alpha (  ), Beta (β), • Hạt nặng: Proton (P) v.v Bức xạ Proton (hạt nặng) không xét đến tài liều liên quan đến cơng nghệ hạt nhân máy gia tốc phức tạp đại mà chí có số quốc gia giàu có Hoa Kỳ, Nhật Bản … II CƠ SỞ VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ 1- Sự phát tia Roentgen tính phóng xạ Vào ngày thứ Sáu, mồng tháng 11 năm 1895, cho dòng điện chạy qua ống Hittort-Crookes có độ chân không cao, Wilhelm Conrad Roentgen phát thấy có ánh sáng phát từ bàn làm việc cách gần mét Ơng xác định vật phát sáng mẩu giấy có phủ chất xianuaplatin-barit Ông nhận thấy ánh sáng phải sinh loại tia mà ông gọi tiaX sau mang tên Ông - tia Roengen Ông tiếp tục nghiên cứu tia phát thấy ông thay huỳnh quang phim ơng thu ảnh Một ảnh đáng ghi nhớ phim chụp xương bàn tay vợ ơng Phim chụp vào ngày 22 tháng 12, nghĩa tuần sau tia khơng thể nhìn thấy tìm Sự khác mật độ ảnh thu tuỳ thuộc vào cấu trúc tế bào mà chùm tia qua giá trị ảnh chụp gần mở ngành chẩn đốn tia phóng xạ Ngày 28 tháng 12 năm 1895 Roentgen viết báo giới thiệu phát cho hội Y - Vật lý Wurzburg Ít tuần sau, báo nhan đề “về loại tia mới” dịch nhiều thứ tiếng Vào ngày năm 1896, Ông gửi báo số ảnh tới nhà Vật lý Châu Âu mà ông quen biết Tin tức phát nhanh chóng lan truyền khắp giới Chỉ tuần sau phát Roentgen, Henri Becquerel bắt đầu phát khả loại tia tương tự sinh từ chất phát quang biết Ông quan sát thấy làm đen phim ảnh muối Uranium nhận thấy tia phát cách liên tục đồng thời từ Uranium; tượng phóng xạ tìm Marie Cuirie người mà thời gian nghiên cứu muối mỏ Paris quan tâm đến tượng phóng xạ chọn đề tài cho luận án tiến sỹ bà Pierre Cuirie, chồng bà tham gia vào việc nghiên cứu đến tháng năm 1898 họ phát Polonium tháng 12 năm, họ báo cáo việc phát Radium Cả Becquerel Pierre Cuirie bị viêm da ngực mang số mẫu nhỏ radium túi áo vét họ Piere Cuirie dùng Radium làm thí nghiệm da tay để mô tả chi tiết giai đoạn khác viêm da thuyên giảm vết thương Ơng cung cấp số nguồn Radium cho thầy thuốc để thử nghiệm bệnh nhân Tin tức phát lan truyền nhanh chóng tượng làm đỏ da loại tia quan sát Một số thầy thuốc bắt đầu nghiên cứu tác dụng loại xạ vào điều trị khối u ác tính Và mở thời kỳ sử dụng xạ ion hoá điều trị bệnh ung thư Tính chất chung số loại xạ 2.1 Hạt Alpha (  ) Là hạt bao gồm proton neutron Hạt  bị hấp thụ hoàn toàn mica nhôm dày 0,05 mm hay lớp khơng khí từ cm - cm tuỳ theo lượng Hạt  xuyên qua lớp mô mềm dày khoảng 50-70  m Người ta xác định vận tốc hạt  vào αkhoảng 20.00025.000 km/giây, tùy thuộc vào động hạt Quãng chạy hạt phụ thuộc vào lượng Năng lượng hạt  lớn, vận tốc lớn độ dài quãng chạy lớn Năng lượng hạt  giảm dần bề dầy lớp hấp thụ tăng lên số hạt bảo toàn Những hạt  gây nên tác dụng ion hố vật chất Khả gây ion hóa hạt  gấp hàng trăm lần so với hạt β Giữa hấp thụ khả ion hóa hạt  , β  tồn cách đơn trị Những xạ gây ion hóa mạnh bị hấp thụ mạnh 2.2 Hạt Bêta (β) Nghiên cứu tính chất hạt ß, người ta nhận thấy rằng, hạt  , hạt β dòng hạt tự nhiên dòng (hạt) điện tử Năng lượng chúng biến thiên từ - MeV lớn Tốc độ hạt ß gần tốc độ ánh sáng Mật độ ion hoá hạt õ nhỏ hạt  hàng trăm lần Nó chuyển động 20 m khơng khí, 2,5 cm mơ mềm cm chì Hạt β bị lệch trong điện trường dạng phổ rộng Điều nói lên chùm hạt ß mang lượng khác 2.3 Các lượng tử Gamma ( ) Bức xạ  xạ Rontghen thuộc loại xạ điện từ Lượng tử  có lượng tới vài chục MeV, bước sóng nhỏ, đo phần trục hay phần trăm Ao (Ao = 10-8 cm) có khả đâm xuyên lớn Bức xạ  truyền khơng gian với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng Nhờ khả đâm xuyên lớn, độ dài quãng chạy cường độ lượng tử Gamma gây hiệu ứng mạnh môi trường vật chất Vì xạ khơng mang điện nên khả gây ion hoá chúng thứ yếu Khả đâm xuyên lớn, xạ  gây hiệu ứng mạnh mặt sinh học phóng xạ Các hiệu ứng tương tác xạ  với vật chất xét đến phần sau Tương tác xạ ion hoá với vật chất Khi chùm tia-X hay  (photon) truyền qua môi trường, tương tác photon mơi trường xảy với hiệu ứng mà hệ lượng chúng truyền cho môi trường Giai đoạn đầu truyền lượng bao gồm làm bật electron khỏi nguyên tử môi trường hấp thụ Những electron có lượng cao truyền lượng cách tạo ion hố kích thích ngun tử dọc theo quỹ đạo tương tác chúng Nếu môi trường mô thể chùm photon lượng thấp bị hấp thụ tế bào phá huỷ khả sinh sản tế bào Tuy nhiên, hầu hết lượng bị hấp thụ biến đổi thành dạng nhiệt, không gây hiệu ứng sinh học 2.1 Bức xạ ion hố Q trình mà ngun tử trung hòa chuyển thành hạt tích điện âm dương gọi ion hoá Việc electron rời khỏi quỹ đạo, nguyên tử tích điện dương tạo thành cặp ion Trong trường hợp nguyên tử nhận thêm electron trở thành ion âm nguyên tử electron trở thàng ion dương Trong số trường hợp, nguyên tử trung hòa nhận thêm electron nguyên tử tích điện âm trở thành ion âm Các hạt tích điện, chẳng hạn electron, proton hạt β xem xạ ion hoá trực tiếp chúng có lượng đủ lớn để gây va chạm thâm nhập vào môi trường vật chất Năng lượng hạt tới bị hao phí tăng dần khoảng cách gây ion hố mơi trường Đơi electron bị làm bật nhận lượng đủ lớn tham gia tương tác tạo xạ thứ cấp goi tia "delta"- ỏ Mặt khác, lượng hạt tới không đủ lớn để làm bật electron khỏi nguyên tử lại tiếp thêm cho electron lượng lên mức cao hơn, q trình gọi va chạm kích thích Những loại hạt không mang điện, chẳng hạn neutron photon xạ ion hoá trực tiếp tương tác chúng giải phóng trực tiếp hạt bị ion hoá khỏi vật chất Các photon tương tác với nguyên tử vật chất chất hấp thụ để tạo electron có vận tốc cao theo trình chủ yếu: hiệu ứng quang điện; hiệu ứng Compton tượng tạo cặp Trước xem xét chi tiết trình thảo luận khía cạnh tốn học hấp thụ xạ Chùm photon Chùm tia-X sinh từ bia hay chùm tia  phát từ nguồn phóng xạ bao gồm số lượng lớn photon thường có nhiều mức lượng khác Chùm photon mơ tả theo nhiều thuật ngữ, số định nghĩa sau: 1) Thông lượng Φ photon tỷ số dN/da, dN số lượng photon vào khối cầu "ảo" có tiết diện da: Φ = dN/da (2.1) 2) Tốc độ dòng hay mật độ dòng Φ lưu lượng dòng đơn vị thời gian: Φ = dΦ/dt (2-2) 3) Thông Ψ tỷ số dEfl/da, dEfl tổng mức lượng tất photon vào khối cầu "ảo": Ψ = dEfl/da (2.3) Trường hợp với chùm photon đơn dEfl tích số photon dN với lượng hν mà photon mang theo: dEfl = dNx hν 4) Suất thông năng, mật độ thông cường độ Ψ tỷ số thông đơn vị thời gian: Ψ = d Ψ/dt (2.4) Sự suy giảm chùm photon Thực nghiệm xác định đặc tính suy giảm chùm photon Khi truyền qua mơI trường vật chất, chùm photon bị tán xạ bị hấp thụ hoàn toàn Trong điều kiện đó, suy giảm số lượng tia photon (dN) tỷ lệ với số lượng photon tới (N) độ dày lớp hấp thụ (dx) Nghĩa là: dN ~ Ndx hay: dN =- µNdx (2.5) Ở đây, µ số tỷ lệ gọi số suy giảm Dấu trừ (-) có nghĩa số lượng photon giảm dần độ dày lớp hấp thụ tăng Phương trình biểu diễn theo cách khác, chẳng hạn theo cường độ I, ta có: dI = - µIdx hay: dI/I = - µdx (2.6) Nếu độ dày x biểu diễn theo độ dài, µ gọi hệ số suy giảm tuyến tính Chẳng hạn, độ dày đo theo cm đơn vị µ tính theo 1/cm hay cm-1 Phương trình giống phương trình mơ tả phân hủy xạ µ tương tự số phân hủy λ Do ta biểu diễn phương trình thành: I(x)= I0e-μ x(2.7) Ở I(x) cường độ chùm photon truyền qua độ dày x I0 cường độ chùm photon tới Tương tự thuật ngữ chu kỳ bán hủy, lớp bán hấp thụ (HVL) xác định độ dày lớp vật chất làm suy giảm cường độ chùm tia nửa so với ban đầu 2.2 Hệ số suy giảm Như đề cập, hệ số suy giảm µ có đơn vị cm-1 Nói chung, hệ số phụ thuộc vào lượng chùm photon chất mơi trường hấp thụ Vì suy giảm tùy thuộc độ dày x lớp hấp thụ, nghĩa số electron có mặt độ dày nên µ phụ thuộc vào mật độ ρ mơi trường vật chất Nếu đem chia µ cho mật độ ρ (µ/ρ) ta có khái niệm hệ số suy giảm khối lượng Hệ số suy giảm khối lượng có thứ ngun cm2/g µ/ρ = cm-1/(g/cm3) Tương tự hai hệ số trên, ta có hệ số suy giảm điện tử (eµ) hệ số suy giảm nguyên tử (aµ) Khi ta có: eµ = µ /ρx1/N0cm /electron aµ = µ /ρxZ/N0cm2/nguyên tử Ở đây, Z số nguyên tử N0 số electron gam N0 tính theo: N0 = NA/AW (2.8) Ở đây, NA số Avogadro AW khối lượng nguyên tử Hệ số truyền lượng Khi photon tương tác với nguyên tử vật chất phần tồn lượng biến đổi thành động electron Nếu phần lượng photon truyền cho electron thân photon bị tán xạ hao phí lượng Photon tán xạ tiếp tục tương tác lại truyền phần toàn lượng cho electron Vì vậy, photon trải qua nhiều tương tác Nếu ta xem chùm photon truyền môi trường vật chất phần lượng hao phí chuyển thành động hạt tích điện đơn vị độ dài, tượng gọi hệ số truyền lượng (μtr) Hệ số tính theo: μtr = µEtr(tb)/hν (2.9) Ở đây, Etr(tb) lượng trung bình biến đổi thành động hạt tích điện lần tương tác Hệ số truyền khối lượng tính bằng: μtr/ρ Hệ số hấp thụ lượng Hầu hết electrron chuyển động tương tác hao phí lượng va chạm khơng đàn hồi (kích thích ion hóa) với eletron nguyên tử môi trường vật chất Một số trường hợp, tuỳ thuộc số nguyên tử vật chất mà hao phí lượng tương tác bremsstrahlung (bức xạ hãm) với hạt nhân nguyên tử Năng lượng xạ hãm phát dước dạng tia-X khơng tính đến cho lượng bị hấp thụ chỗ Hệ số hấp thụ lượng (μen) định nghĩa sản phẩm hệ số truyền lượng có giá trị (1-g), đây, g phần lượng hạt mang điện thứ cấp môi trường tương tác bị hao phí dạng xạ hãm μen = μtr(1-g) (2.10) Như đề cập, hệ số hấp thụ lượng tính μen/ρ Vì hầu hết tương tác môi trường mô thể môi trường có nguyên tử số Z thấp, electron hao phí gần tồn lượng va chạm ion hố, thành phần xạ hãm xem khơng đáng kể Vì vậy, kết là: μen = μtr (2.11) Những hệ khác cách đáng kể hạt thứ cấp mang điện có động lớn mơi trường vật chất có số nguyên tử cao Hệ số hấp thụ lượng đại lượng quan trọng lĩnh vực xạ trị, cho phép đánh giá lượng bị hấp thụ mô cho phép tiên lượng hiệu sinh học xạ Tương tác xạ gamma ( ) với vật chất Độ suy giảm chùm photon ( ) truyền qua lớp vật liệu bị hấp thụ gây loại tương tác khác Một số đó, hiệu ứng hủy photon xảy lượng photon lớn 10 MeV tương tác với hạt nhân nguyên tử vật chất, sinh neutron Còn loại hiệu ứng khác hiệu ứng tán xạ đàn hồi, hiệu ứng quang điện, hiệu ứng khuếch tán Compton tượng tạo cặp phụ thuộc vào lượng chùm photon nguyên tử số mơi trường vật chất Hệ số suy giảm tồn phần trình tương tác chùm photon tổng suy giảm thành phần, ta có: μ/ρ = бcoh/ρ + τ/ρ + бc /ρ + π/ρ (2.16) Ở đây, бcoh, τ, бc π số hiệu ứng tán xạ đàn hồi, hiệu ứng quang điện, hiệu ứng khuếch tán Compton hiệu ứng tạo cặp 3.1 Hiệu ứng tán xạ đàn hồi Tán xạ đàn hồi (hình 2.1) biết đến q trình mà xạ sóng điện từ truyền qua, gần với electron làm cho electron bị dao động Khi electron dao động phát xạ có lượng với tần số chùm sóng tới Chùm tia-X tán xạ có bước sóng chùm tia tới Do khơng có thay đổi lượng xảy với chuyển động electron khơng có hấp thụ lượng xảy mơi trường Chỉ có tượng chùm photon bị tán xạ theo góc nhỏ Tán xạ đàn hồi xảy chùm photon có lượng thấp mơi trường vật chất có nguyên tử số cao Hình 2.1 Hiệu ứng tán xạ đàn hồi 3.2 Hiệu ứng hấp thụ quang điện Hiệu ứng quang điện tượng photon tương tác với nguyên tử vật chất đẩy bật khỏi nguyên tử electron quỹ đạo (hình 2.2) Trong q trình này, tồn lượng hν photon truyền cho electron nguyên tử Khi đó, động electron bị bật (gọi quang electron) có giá trị là: hν – EB, đây, EB lượng liên kết electron Tương tác loại xảy với electron lớp vỏ K, L, M N Sau electron bị đánh bật khỏi nguyên tử tạo chỗ trống lớp vỏ nguyên tử nằm trạng thái bị kích thích Chỗ trống lấp đầy electron quỹ đạo kèm theo phát xạ đặc trưng (tia-X) electron Auger Những electron sinh hấp thụ xạ đặc trưng nội tại, gần hạt nhân (các electrron bên nguyên tử) Vì lượng liên kết electron lớp vỏ K mô mềm nhỏ, khoảng 0,5 KeV nên lượng xạ đặc trưng sinh hấp thụ mặt sinh học thấp xem hấp thụ chỗ Với chùm photon lượng cao nguyên tử số mơi trường lớn xạ đặc trưng có lượng cao truyền lượng tới khoảng cách xa so với photon electron Trong trường hợp này, hấp thụ lượng chỗ giảm lượng phát dạng xạ đặc trưng (còn gọi xạ huỳnh quang) xem hấp thụ từ xa Tia-X đặc trưng Auger electron Photon tới (X,  ) photo electron Hình 2.2 Hiệu ứng hấp thụ quang điện 3.3 Hiệu ứng tán xạ Compton Trong hiệu ứng tán xạ Compton, photon tương tác với electron "tự do" nguyên tử Thuật ngữ "tự do" có nghĩa lượng liên kết electron nhỏ nhiều so với lương photon tới Trong tương tác này, eletron nhận phần lượng photon bị bắn lệch góc θ, thân photon bị giảm lượng lệch khỏi quỹ đạo góc Φ (hình 2.3) Quá trình xảy hiệu ứng Compton phân tích va chạm hạt, photon electron Bằng cách áp dụng định luật bảo toàn lượng xung lượng ta thu mối quan hệ sau: E = hν  (1 − cos  ) +  (1 − cos  ) Trong hν0, hν' E lượng photon tới, photon tán xạ electron; α = hν0/m0c2 m0c2 lượng nghỉ electron (0,511 MeV) Hình 2.3 Hiệu ứng tán xạ Compton 3-4 Hiệu ứng tạo cặp e+ - e- Nếu lượng photon lớn 1,02 MeV photon tương tác với vật chất qua chế tạo cặp Trong trình (hình 2.4) photon tương tác mạnh với trường điện từ hạt nhân nguyên tử toàn lượng cho q trình tạo cặp electron (e-) positron (e+) Vì khối lượng nghỉ electron tương đương với 0,51 MeV nên lượng tối thiểu đòi hỏi để sinh hiệu ứng tạo cặp 1,02 MeV Vì vậy, lượng ngưỡng hiệu ứng tạo cặp 1,02 MeV Năng lượng photon vượt ngưỡng chia cho hạt biến thành động Tổng động chứa cặp electron-positron (hν- 1,02 MeV) Quá trình tạo cặp ví dụ tượng lượng bị biến đổi thành khối lượng, Eistein tiên đốn: E = mc2 Q trình ngược, chủ yếu khối lượng biến đổi thành lượng diễn positron kết hợp với electron để tạo photon gọi xạ hủy positron Hình 2.4 Hiệu ứng tạo cặp III ĐO LIỀU VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ 3.1 Giới thiệu Trong năm đầu ứng dụng tượng phóng xạ, số phương pháp đo chất lượng (còn gọi khả đâm xuyên) định lượng chùm tia-X tỏ chưa thoả mãn Các phương pháp đo trực tiếp phẩm chất chùm tia tác giả có tên Benoist tiến hành năm 1901, gọi “penetrometer” - đo độ đâm xuyên Cũng vào đầu kỷ 20, tác giả khác tên Holzknecht chế tạo loại dụng cụ để đo liều lượng gọi “choromoradiometer” - đồng hồ đo phóng xạ Một thiết bị tương tự khác đo phóng xạ chế tạo năm 1904 Tuy nhiên, tất dụng cụ kể nhiều hạn chế Trong suốt 50 năm sau có nhiều cố gắng thực nhằm chế tạo thiết bị đo liều xác ổn định Vào năm 1928, hai nhà khoa học H Geiger W Mueller cải tiến dụng cụ đếm phóng xạ từ năm 1906, gọi ống đếm Geiger - Mueller sử dụng tận ngày Đáng ý dụng cụ buồng ion hoá Glasser chế tạo năm 1956 Các loại buồng ion hoá loại đầu đo sử dụng rộng rãi tin cậy kỹ thuật đo liều xạ trị Một số nhà khoa học Paris Antoine Beclere, Stockholm Gosta Forssell, Liverpool J.J Thomson với Goerge Pfahler Boston người đặt móng cho ngành xạ trị Họ với số nhà khoa học khác giới đề xuất đơn vị phương pháp đo liều lượng xạ trị Vào năm 1923 đưa vào sử dụng khái niệm “lớp bán hấp thụ” - tức bề dầy làm suy giảm nửa cường độ chùm tia (half - value layer, HVL) Mãi đến năm 1928 đơn vị đo chùm photon, tia-X tia Gamma chấp nhận Roentgen Năm 1953, Ủy ban Quốc tế Đo lường Đơn vị Phóng xạ- ICRU, khuyến cáo đơn vị đo liều hấp thụ Rad Ngày nay, đơn vị Quốc tế (SI) liều hấp thụ Gray (Gy) Gy = 100 rad [1] 3.2 Đo liều lượng xạ trị từ xa Để đảm bảo liều lượng xác điều trị, sở xạ trị phải trang bị đồng máy đo liều, hệ thống phantom (nước hay chất dẻo tương đương mơ), hệ thống máy tính lập kế hoạch điều trị v.v Nguyên tắc đo liều lượng máy xạ trị từ xa chủ yếu gồm bước sau đây: Xác định suất liều điểm quan tâm phantom (thường dùng nước) chùm tia dùng điều trị, tức tổng hợp số liệu cho kích thước trường chiếu Bước gọi “Đo liều tuyệt đối”, tuân theo phương pháp chuẩn quốc gia quốc tế Trong chùm tia có liên quan, xác định phân bố tương đối suất liều tất điểm phantom mà qua thu giá trị liều sâu phần trăm, đồ đồng liều cho chùm tia sử dụng thực tế điều trị Hiệu chỉnh bước để đánh giá độ lệch thực tế số liệu so với điều kiện chuẩn Những sai số gồm hình dạng, kích thước chùm tia v.v 10 hóc dẫn tới: (a) ngăn cản phân chia tế bào, (b) sai sót nhiễm sắc thể, (c) đột biến gen, (d) làm chết tế bào Trong trình hấp thụ lượng xảy khoảnh khắc (10-10s), suất hiệu ứng sinh học diễn vài giây chí hàng nhiều năm Chúng ta xem xét kỹ trình a) Sự ngăn cản phân chia tế bào: Tế bào sinh nhân lên số lượng trình phân chia tế bào Đây chức thể sống Ngay thể người lớn, trình phân chia tế bào thường xuyên diễn để thay cho tế bào chết Những chỗ tổn thương xạ gây kìm hãm ngăn cản trình phân chia tế bào làm suy yếu chức tế bào thể b) Sự sai sót nhiễm sắc thể : Bức xạ phá huỷ nhiễm sắc thể Đa số trường hợp tổn thương thường hàn gắn khơng có hậu gây Tuy nhiên số thương tổn làm xắp xếp lại vật chất di truyền, phận quan sát qua kính hiển vi Những cố gọi sai sót nhiễm sắc thể Những sai sót xác định làm chết tế bào biến đổi chức tế bào Tần số xuất kiểu sai sót nhiễm sắc thể có mối tương quan xác định liều lượng người ta sử dụng chúng liều lượng kế sinh học c) Đột biến gen: Sự thay đổi lượng thông tin gen biết với thuật ngữ biến đổi gen Sự hỏng hóc nhiễm sắc thể dẫn đến đột biến gen d) Sự chết tế bào: Quá trình chiếu xạ làm chết tế bào dẫn tới tất hiệu ứng Quá trình chết tế bào trình quan trọng việc điều trị ung thư Quá trình thường biểu diễn tỷ lệ sống sót tế bào sau chiếu liều xác định Hiệu ứng – liều tỷ lệ sống sót tế bào biểu diễn hình 4-2 Ở mức liều thấp, đường cong có đoạn suy giảm chậm Khoảng tương ứng với khả tự phục hồi tế bào bị tổn thương 22 T ỷ lệ sống sót 0,1 0,01 0,001 0,0001 10 12 Liều, Gy Hình 4-2: Mối tương quan tượng hấp thụ tỷ lệ sống sót tế bào Tuy nhiên liều cao hơn, khả sửa chữa tế bào đạt mức bão hồ, tỷ lệ sống sót giảm nhanh theo quy luật hàm mũ Hình 4-3 phụ thuộc độ sai sót nhiễm sắc thể vào liều lượng Các mối tương quan hiệu ứng - liều tương tự quan sát thấy hiệu ứng đột biến Tuỳ theo liều lượng xạ thể hấp thụ hay nhiều mà biến đổi nói phục hồi khơng thể phục hồi Ngồi yếu tố liều lượng, tác hại xạ phụ thuộc vào yếu tố thời gian Cùng liều lượng xạ, thể hấp thụ làm nhiều lần, biến đổi bệnh lý xảy so với trường hợp hấp thụ lúc Nguyên nhân liên quan tới khả tự phục hồi tế bào thể sống 23 S ố sai sót cho tế b 1,0 0,5 Liều, Gy Hình 4-3: Mối tương quan liều lượng hấp thụ số sai sót nhiễm sắc thể 4.3 Các đặc trưng trình truyền lượng xạ cho vật chất 4.3.1 Các đặc trưng - Hệ số truyền lượng tuyến tính hệ số truyền lượng tuyến tính (Linear nenergy transfer- LET) hạt mang điện môi trường vật chất L xác định công thức: L = dE dl , Trong dE - tổn hao lượng trung bình hạt mang điện quãng đường dl.Năng lượng hạt tiêu tốn cho q trình ion hóa kích thước nguyên tử vật chất, phần khác tiêu tốn cho xạ hãm Các điện tử xạ q trình ion hóa có đủ lượng để gây q trình ion hóa tiếp theo, kết đường hạt mang điện xuất vết ion hóa tầng 24 Các điện tử thứ cấp gây tượng ion hóa gọi điện tử δ Hệ số truyền lượng tuyến tính phụ thuộc vào động hạt sơ cấp quãng tuyến tính cuả hạt vật chất - Liều hấp thụ: Liều hấp thụ D chất có khối lượng dm xác định bẳng tỷ số D ≈ dE dm = dE  dV số lượng dE chất hấp thụ với khối lượng chất đó: ρ - mật độ vật chất, dV - đơn vị thể tích Đơn vị liều hấp thụ Gray: 1Gy = 1J Kg-1 Đơn vị hệ SI rad 1Gy = 100 rad = 104 erg/g • Suất liều hấp thụ: • Suất liều hấp thụ D' xác định liều hấp thụ đơn vị thòi gian D '= dD dt Đơn vị suất liều Gy s-1 1Gy.s-1 = 1J.s-1.kg-1=1wkg-1 4.4- Một số mơ hình sinh học phóng xạ Để cải thiện kết điều trị, bác sỹ xạ trị có hàng loạt thơng số cần điều chỉnh: kỹ thuật điều trị, thể tích vùng điều trị , lượng loại chùm tia xạ, tổng liều điều trị, hóa chất kết hợp, sử dụng chất nhạy cảm xạ, phương pháp tăng nhiệt chỗ nhiều yếu tố khác có liên quan Các mẫu sinh học phóng xạ giúp cho bạn đọc hiểu rõ thêm ảnh hưởng đến kết điều trị yếu tố khac Những yếu tố giúp cho nhà xạ trị có định đắn điều trị cho bệnh nhân Tuy nhiên, tính tốn tác dụng sinh học phóng xạ cần phải tham khảo, cân nhắc đến kết mang tính kinh nghiệm thực tế lâm sàng Phạm vi rộng mẫu khác phát triển để mơ tả hiệu ứng xạ ion hố tế bào sống Một số mẫu phác thảo để làm mơ 25 hình cho đáp ứng xạ da người Các mẫu dựa ý tưởng phát triển đáp ứng phim ảnh ánh sáng (Thamas cộng sự-1987) Đó hệ điển hình định luật lượng Ellis - 1967 Orton - 1988 đưa mẫu “Liều lượng chuẩn hoá danh định” - NSD Một mẫu khác dựa quan sát mặt sinh học từ chết tế bào sau bị chiếu xạ Một số ví dụ mẫu mẫu “sự hồi phục khơng hồn tồn” - IR (của Thames - 1985), mẫu “Chết chết tiềm tàng tế bào” - LPL (của Currtis-1986) “mẫu phương trình bậc hai” (của Douglas cộng - 1976) Trong mẫu này, có hai mẫu có ý nghĩa sát với thực tế lâm sàng Hai mẫu mô tả chi tiết 4.4-1.Liều lượng chuẩn danh định-NSD phân chia liều lượng theo thời gian-TDF Khái niệm NSD Ellis giới thiệu (1967) để tính tốn giới hạn tổng liều chịu đựng mơ lành (gọi DT) toàn khoảng thời gian điều trị T ngày tổng số buổi chiếu N áp dụng bệnh nhân Ta có: DT = NSD×T 0.11 ×N 0.24 (4.1) Cơng thức tốn học dựa vào kinh nghiệm chủ nghĩa thu từ đường cong đồng hiệu da mô tả tăng lên tổng liều chịu đựng, số buổi chiếu hay thời gian điều trị giảm Phương trình (3) có giá trị cho kỹ thuật chiếu từ 4-30 buổi áp dụng cho đợt điều trị hoàn chỉnh tế bào lành bị chiếu giới hạn chịu đựng mà (Orton cộng - 1973) Để khắc phục hạn chế này, khái niệm NSD mở rộng thành “tổng liều phần” - PT (Ellis-1969) Do cơng thức co thể viết dạng: PT = NSD × n N (4.2) Trong đó: n buổi chiếu tổng số N buổi dự tính Sau kết hợp phương trình (4.2) (4.3) ta có: PT = NSD -0.536 ×n× d 1,538×χ -0.169 = NSD-0.536 ×TDF×1000 (4.3) Ở đây: d = liều lượng buổi chiếu, χ = thời gian trung bình buổi chiếu, tức số buổi chiếu tuần chia cho ngày (Ví dụ tuần chiếu tia buổi, thời gian chiếu tia x 7: 5=1,4 ngày) TDF = Sự phân bố liều lượng theo thời gian (Orton cộng -1973) 26 Vì giá trị NSD số cho loại tế bào riêng biệt PT đại lượng phụ, nên kế hoạch phân chia liều lượng làm đơn giản cách tra bảng giá trị TDF (Orton cộng - 1973) cho kế hoạch có nhịp điều trị từ 1-5 buổi chiếu tuần Các bảng sử dụng cách rộng rãi để so sánh kế hoạch phân chia liều lượng khác Để tính tốn gián đoạn điều trị, người ta áp dụng hệ số suy giảm liều lượng DF điều trị trước theo thời gian gián đoạn - R (ngày) mà Winston đề nghị (năm 1969) Hệ số DF tính theo cơng thức: DF  t  =   t + R  11 (4.4) Ở t = khoảng thời gian, (tính theo ngày) điều trị gián đoạn Như vậy, giá trị TDF tổng cộng tính theo liều lượng điều trị trước lúc gián đoạn D1 sau gián đoạn D2 Vậy ta có: TDF Total = TDF1×DF× TDF2 (4.5) Có nhiều ý kiến khác (chẳng hạn Thames cộng -1987; Fowler - 1989) mơ hình NSD-TDF số hạn chế sau: • NSD-TDF gần tốn học khơng có sở sinh học • Liều lượng d buổi chiếu (chứ số buổi chiếu N) thông số quan trọng cần phải sử dụng cơng thức (4.3) Còn hệ số N 0,24 khơng dự đoán biến chứng muộn xảy mức độ liều lượng lớn phân liều, (Overgaard cộng sự-1988) • Các đường cong đồng liều lượng vẽ theo thang Log-Log số lượng phân liều (số buổi chiếu) đường cong khơng phải đường thẳng phương trình (4.3) dự đốn • Hệ số mũ thời gian (0,11) không phân biệt loại tế bào khác Mà lại đánh giá mức đáp ứng muộn tế bào không tăng sinh nhanh, đánh giá thấp hiệu ứng thời gian phản ứng sớm (hay cấp) tế bào u Vấn đề khắc phục cách số mũ khác Tuy nhiên, có vấn đề xảy số mũ bị thay đổi trình điều trị, làm cho việc áp dụng thực tế lâm sàng gặp khó khăn • Yếu tố thời gian không cho phép làm thay đổi “hiệu ứng thời gian“ trình điều trị, (về tăng sinh) • Các bảng số liệu thời gian, liều lượng phân chia liều lượng dễ dãi cho việc sử dụng mà không cần phải suy nghĩ phản ứng sớm hay muộn, tốc độ tăng sinh tế bào ( Fowler - 1989) 4.4.2 Khái niệm “4 tái tạo” sinh học xạ 27 Lợi ích việc phân nhỏ liều lượng không bắt nguồn từ khác hình dạng đường cong tiêu diệt tế bào u đường cong sống sót tế bào lành Trong thực tế, việc điều trị theo phương pháp chia nhỏ liều sớm, trước người ta thấy có khác hình dạng đường cong Ban đầu, mục đích việc chia tổng liều điều trị thành nhiều mức nhỏ để tránh phản ứng cấp đáp ứng sớm mô lành, đặc biệt tế bào da chất nhầy Một ứng dụng sớm phân nhỏ liều tiến hành Pháp vào đầu năm 1920 việc triệt sản cừu đực, (Hall-1988) người ta phát thấy chiếu xạ với liều lượng lớn, đơn lẻ đủ mạnh để triệt sản xảy phản ứng cấp dội da bìu dái Một phương pháp phân nhỏ liều khoảng 10 ngày ghi nhận đạt kết triệt sản đảm bảo hồi phục da bìu dái cừu đực Từ đó, người ta áp dụng chế độ điều trị u ác tính người cách chia nhỏ liều chiếu Và mô hình điều trị dựa vào tinh hồn bừu dái cừu tượng trưng cho khối u da người tương ứng Cùng với tác dụng hồi phục tế bào lành da chẳng hạn, chế độ phân nhỏ liều làm tăng hiệu tiêu diệt tế bào ung thư thay đổi oxy tái tạo phân bố tế bào theo chu kỳ phân chia chúng Cách giải thích nhận định thông thường hiệu việc phân chia nhỏ liều (rất khác với hình dạng đường cong sống sót tế bào) gói gọn khái niệm gọi “Bốn tái tạo sinh học phóng xạ” (Withers 1975) trình bày (1) Sự tái tạo oxy (Reoxygenation) Oxy khối u ác tính thơng số quan trọng để đảm bảo có độ nhạy phóng xạ cao Đối với loại xạ có LET thấp (như photon electron), tế bào tưới oxy cần liều lượng phóng xạ 1/3 liều chiếu loại thiếu oxy mà đạt kết (Thames cộng - 1987) Điều có nghĩa tế bào cung cấp đầy đủ oxy tăng hiệu nhạy cảm phóng xạ gấp lần (OER - Oxygen Enhancement Ratio) Những khối u bao gồm tế bào thiếu oxy động mạch thuộc loại kháng tia xạ, nhận đủ oxy sống sót Những tế bào im lặng chiếm đến 15% tổng số tế bào (Hall - 1988) Với kỹ thuật xạ trị chia nhỏ liều, tế bào im lặng khối u cung cấp thêm oxy làm cho chúng nhạy cảm tia xạ (Withers - 1985; Sephton - 1991) Đó tế bào cung cấp đầy đủ oxy bị chết để lại lượng máu cung cấp sẵn có cho tế bào thiếu oxy trước Bằng cách này, quần thể tế bào cung cấp tốt oxy (do nhạy cảm tia xạ hơn) trì theo tỷ lệ khơng đổi (2) Tái phân bố (Redistribution) Sự tái phân bố chu kỳ tế bào yếu tố quan trọng cho tính “tự nhạy cảm tia xạ” (Withers - 1985) Vì nhạy cảm tia xạ tế bào khác chu trình phát triển Các “pha” G2/M muộn G1 muộn / S sớm 28 nhạy cảm tia xạ chu kỳ sinh sản tế bào Việc chia nhỏ liều lượng đảm bảo tất tế bào pha nhạy cảm thời gian với hai lần chiếu xạ (3) Sự hồi phục (Repair) Một điều quan trọng phải có đủ thời gian tế bào lành hồi phục tổn thương tia xạ Người ta cho thấy cần hai lần chiếu tia để tế bào lành bị chiếu xạ kịp hồi phục Dựa vào kết thu chế độ phân liều theo mơ hình “CHART” - Continuosly Hyperfractioned Accelerated Radiotherapy (Sanders cộng 1988), người ta thấy chí cần khoảng thời gian lâu tuỷ sống để tránh viêm tia xạ (Sanders - 1991) Sự hồi phục có ý nghĩa đặc biệt việc xạ trị áp sát sử dụng máy với suất liều khác (Williams cộng sự, 1993) Đối với việc điều trị theo phân nhỏ liều lượng với n buổi chiếu liều lượng buổi chiếu d, thời gian hai lần chiếu để tế bào lành hồi phục hồn tồn, phương trình (4.10) có nghĩa Nếu khơng, đường cong sống sót tế bào nhận từ đa ứng dụng đoạn xuất phát đường cong sống sót đơn liều (đoạn hồi phục hoàn toàn) Đối với việc tia xạ liên tục theo suất liều thấp, cần phải tính đến hồi phục tổn thương gần chết giai đoạn điều trị Cách tính sau:  KR  = RT  +      E (4.21) Ở đây: T thời gian điều trị tổng cộng R suất liều, tính theo Gy/giờ K số liên quan đến hồi phục tổn thương gần chết K =  − xp ( −  T  −   T )    (4.22) Trong µ số thời gian hồi phục tổn thương gần chết Hằng số thường tính xấp xỉ 0,5h-1, tương ứng với khoảng thời gian bán hồi phục T1/2 = 1.4giờ 4) Sự tái sinh sôi (Regeneration) 29 Sự tái tạo quần thể tế bào thông số quan trọng kết điều trị quan đáp ứng sớm tế bào lành tế bào u Đối với đáp ứng sớm tế bào lành da chẳng hạn tốc độ phân chia tế bào bắt đầu tăng lên sau khoảng thời gian từ bắt đầu điều trị, u cầu liều lượng ngày tăng lên hiệu ứng sinh học Điều làm cho có lợi việc kéo dài thời gian điều trị, tốc độ hồi phục trở nên nhanh theo thời gian Sự kéo dài thời gian điều trị tia xạ có lợi cho hồi phục mô lành, cho tế bào đáp ứng sớm, khơng có lợi cho tế bào đáp ứng muộn Tuy nhiên, hiệu ứng xảy khối u, nơi mà tái tạo quần thể tế bào gia tăng, có nghĩa cần tăng liều lượng cách đáng kể để đạt tổng số tế bào bị giết, thời gian điều trị tổng cộng dài thời gian mà sau tế bào u bắt đầu phân chia cách nhanh Ở khối u vùng đầu cổ, người ta quan sát khối u bắt đầu phát triển nhanh khoảng thời gian từ 2- tuần sau bắt đầu điều trị, (Withers cộng sự-1988) Khoảng thời gian thường gọi “thời điểm bắt đầu thực sự” - Tk Do đó, việc kéo dài thời gian điều trị bất lợi việc kiểm sốt khối u, lại có lợi cho đáp ứng sớm tế bào lành Đương nhiên, điều gây khó xử phương pháp điều trị tốt tùy thuộc vào mức độ tương đối hồi phục tế bào lành tránh tăng sinh tế bào u Vấn đề cần phải cân nhắc cách thận trọng loại khối u Chẳng hạn quan trọng để giảm tối thiểu thời gian điều trị khối u tăng sinh nhanh Biểu loại khối u tăng sinh nhanh nhận biết khoảng thời gian tăng đôi (Tp) tế bào Ở đây, Tp thời gian làm tăng đơi thể tích khối u Mà thời gian cần để làm tăng gấp đôi quần thể tế bào, giả thiết khơng có mát xảy chúng Người ta ghi nhận thời gian Tp khối u thể sừng hoá thuộc vùng đầu, cổ vào khoảng 3-4 ngày; khối u vú từ 8-30 ngày (trung bình 12 ngày) Đối với khối u tuyến tiền liệt Tp 60 ngày Nếu Tp ngắn chế độ phân chia liều nhỏ thích hợp, ngược lại Tp dài lợi tiêu diệt tế bào u bị lấn át tăng lên phản ứng sớm tế bào lành Các đại lượng chủ yếu thời gian bán hồi phục, tỷ số α/β thời gian tăng sinh gấp đơi số loại tế bào trình bày bảng 4.1 Bảng 4.1(a) Thời gian bán hồi phục (T1/2) tế bào phổi tủy sống Tế bào Phổi (Vegesna cộng sự-1985) (Down cộng sự-1986) (Travis cộng sự-1987) Tuỷ sống (Ang cộng sự-1987) Liều lượng phân bố Chia nhỏ LDR Chia nhỏ Chia nhỏ T1/2 (giờ) 1,5 (1,2 - 1,9) 0,68 (0,55-0,89) 0,74 (0,68-0,81) 1,55 (1,40-1,73) Bảng 4.1 (b) Thông số / loại tế bào khác (Thames CS 1987) 30 Tế bào Hồi phục lớp biểu bì Teo da Tủy sống Phổi Phổi Phổi / (Gy) 16 (15 - 18) 29 (15 - 30) 3,4 (2,7-4,3) 2,5 (2,0-3,2) 3,7 (2,8-4,5) 3,7 (3,2-4,3) Bảng 4.1u(c) Các giá trị Tp loại khối u T khác (Trott CS 1985) Khối p (ngày) Hodgkin’s Viêm tuỷ U phổi tế bào nhỏ U vú Tuyên tiền liệt U hắc tố 22 12 60 15 5) Độ nhạy cảm xạ Độ nhạy cảm xạ coi yếu tố quan trọng khác tác dụng khác sinh học phóng xạ (Steel cộng sự-1989) Các tế bào khối u khác khác độ nhạy cảm xạ Những loại tế bào u người có khác đáng kể dạng đường cong sống sót Người ta nghiên cứu nghiệm pháp in Vitro để giải thích có khác khả điều trị tốt cho bệnh nhân độ nhạy cảm xạ khối u 31 V.VAI TRÒ BÁC SỸ, KỸ SƯ VÀ KỸ THUẬT VIÊN XẠ TRỊ 5.1- GIỚI THIỆU Trong giai đoạn ngành nói chung lĩnh vực xạ trị nói riêng phát triển với tốc độ nhanh chóng mức độ ngày cao người yêu cầu có thêm hiểu biết Chúng ta thường nói, người nhân tố định thắng lợi phát triển xã hội Ngành xạ trị khơng nằm ngồi quy luật Thành cơng xạ trị tuỳ thuộc nhiều vào khả năng, trình độ chuyên môn BS xạ trị, KS Vật-lý, Kỹ thuật viên vận hành thiết bị vào hợp tác chuyên môn họ Để cán chun mơn hồn thành tốt nhiệm vụ, đảm bảo hiệu nâng cao chất lượng điều trị cần có quan tâm giúp đỡ lãnh đạo, phụ trách các sở Có thể vai trò, trách nhiệm chun mơn BS xạ trị, KS Vật-lý Kỹ thuật viên khơng hồn tồn giống sở xạ trị Tuy nhiên, vai trò, nhiệm vụ chủ yếu họ khơng khác xa 5-2 VAI TRÒ, TRÁCH NHIỆM CÁC CÁN BỘ CHUYÊN MÔN XẠ TRỊ Bác sỹ xạ trị - Yêu cầu: Tốt nghiệp đại học Y-khoa Được đào tạo chuyên ngành xạ trị ung thư an toàn xạ - Nhiệm vụ: Chỉ định liều lượng định kỹ thuật điều trị Quản lý hồ sơ bệnh án , theo dõi diễn biến bệnh nhân q trình điều trị Chịu trách nhiệm tồn chất lượng điều trị bệnh nhân Kết hợp với kỹ sư vật lý để triển khai áp dụng tiến xạ trị Tổng kết, đánh giá điều trị Tham gia đào tạo, nghiên cứu khoa học Kỹ sư Vật-lý Vai trò, nhiệm vụ Vật-lý điều trị tia xạ biết đến, bệnh viện có khoa xạ trị Để sở có kinh nghiệm xây dựng khoa điều trị tia xạ hoàn chỉnh trang thiết bị lẫn đội ngũ cán bộ, khái niệm “Vật-lý điều trị tia xạ gì” cần phải hiểu, qn triệt khơng thể tách rời từ luận chứng phát triển ban đầu Tuy có khác sơ với sở khác, nhiệm vụ chung Vật-lý tóm tắt sau: - Yêu cầu: Tốt nghiệp đại học, ngành Vật-lý Hạt nhân Được đào tạo chuyên ngành Vật-lý xạ trị - Nhiệm vụ: 32 Là thành viên tham gia kế hoạch lựa chọn mua sắm thiết bị mới, chịu trách nhiệm mặt an tồn phóng xạ thiết bị Tiến hành thử nghiệm thiết bị lắp đặt Đảm nhiệm việc đo đạc, kiểm tra kỹ thuật chạy thử thiết bị, kể đo liều, chuẩn chùm tia toàn số liệu dùng cho điều trị Chịu trách nhiệm bảo dưỡng thiết bị xạ trị thiết bị khác, trực tiếp hay gián tiếp có liên quan Vật-lý có trách nhiệm đảm bảo trì ổn định hoạt động thiết bị, đáp ứng cho mục đích điều trị Chịu trách nhiệm tồn cơng tác đo, chuẩn liều lượng điều trị Trực tiếp chịu trách nhiệm chung lập kế hoạch điều trị tia xạ ln giữ vai trò việc phát triển thực kỹ thuật mới, đảm bảo nâng cao chất lượng điều trị Chịu trách nhiệm việc cung cấp, bảo quản chuẩn bị việc đo liều lượng nguồn phóng xạ kín lẫn phóng xạ hở dùng điều trị Chịu trách nhiệm an tồn xạ tồn sở hoạt động Tham gia công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học Kỹ thuật viên xạ trị - Yều cầu: Tốt nghiệp trung học Y-tế, đào tạo xạ trị va an toàn xạ - Nhiệm vụ: Thực hành điều trị Vận hành máy cách chuẩn xác theo thông số lựa chọn Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho bệnh nhân, cho thiết bị Tham gia theo dõi, chăm sóc bệnh nhân Tham gia công việc khác phân công 33 Phụ Chương MƠ HÌNH PHÁT TRIỂN KHOA UNG BƯỚU TRANG BỊ MÁY XẠ TRỊ -1 Máy Gia tốc xạ trị thiết bị liên quan: - Máy Gia tốc: đơn MV đa năng: MV, 15 MV photon 4-6 mức lượng electron - Hệ thống thiết bị đồng kèm gồm: • Mạng thông tin xạ trị nội - LANTIS, MOSAIQ… • Camera, hình theo dõi bệnh nhân • Hệ thống đèn LAER định vị • Giá đỡ che chì, khung gá lắp • Bộ applicator điều trị electron (nếu máy GT đa năng) • Mặt nạ, dụng cụ cố định tay, chân bệnh nhân - Máy mô xạ trị, Simulator CT Simulator (CT Sim): Có phần mềm truyền liệu ảnh (DICOM) trực tiếp sang hệ máy TPS Có máy tráng-rửa, in film - Dụng cụ giá Port Film- EPID - Hệ thống máy tính liều phần mềm lập kế hoạch điều trị (TPS), gồm: • Máy quét film • Máy tính liều • Máy in màu • Hệ thống máy chủ (Server) 2-3 máy trạm (workstations ) - Hệ thống máy đo liềuVật lý: 01 bộ, gồm: • Máy đo liều: 01 • Buồng Ion hố hình trụ: 01 • Buồng ion hố phẳng, song song: 01 (nếu máy GT đa ) • Nhiệt độ áp kế: 01 • Phantom nước hệ máy tính với phần mềm 3-D: 01 • Phantom chất dẻo (mật độ tương đương mơ): 01bộ • Thiết bị kiểm tra chất lượng thiết bị xạ trị (QA Daily Tool)- (tuỳ chọn) • Máy đo an tồn xạ (ATBX)- Survey metter: 01 - Hệ thơng chế tạo khn chì phụ kiện: 01 (nếu máy GT đa năng) - Hệ thống làm mặt nạ cố định phụ kiện: 01 34 Hệ thống xạ trị áp sát – XTAS, bao gồm: - Tuỳ theo nguồn bệnh nhân loại bệnh ung thư thường gặp, sở trang bị máy XTAS suất liều thấp - LDR hay suất liều cao - HDR - Tuỳ theo nhu cầu mức độ đại kỹ thuật điều trị, máy HDR loại kênh, 18 kênh cao hơn… - Hệ thống máy tính lập kế hoạch điều trị - TPS (theo hai chiều, 2-D chiều, 3-D) - Máy quét film (film scanner) nạp thông tin, liệu điều trị - digitizer - May in (màu đen trắng ) - Hệ máy đo, chuẩn liều, bao gồm: + Máy đo liều + Đầu đo (detcctor) thể “giếng” - Well chamber - Máy mô CT mô phỏng- CT Sim Nếu hệ TPS có phần mềm tính liều theo 3-D CT Sim TPS cần phải có kết nối qua DICOM Yêu cầu tối thiểu cán chuyên môn - BS Xạ trị: 3-5 người • Là BS Y khoa, có chứng chun khoa sơ ung thư, • Chứng xạ trị thực hành (9 tháng-1năm) sở có thẩm quyền đào tạo cấp - KS Vật lý: 3-4 người • Là KS CN Vật lý Hạt nhân • Có chứng Vật lý xạ trị (9 tháng - năm) sở có thẩm quyền đào tạo cấp - KTV xạ trị: 5-7 người • Là y tá trung học cử nhân điều dưỡng • Có chứng xạ trị thực hành (6 - tháng) sở có thẩm quyền đào tạo cấp Bố trí buồng máy phòng thiết bị liên quan: - Buồng đặt máy gia tốc: • Có kích thước theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN) • Độ dày tường đảm bảo tiêu chuẩn an toàn xạ (TCVN) • Nếu sở có diện tích mặt đủ rộng, buồng đặt máy nên thiết 35 kế cửa vào theo kiểu “zic-zăc” đảm bảo an tồn xạ mà khơng cần trang bị cửa chắn Neutron (tiết kiệm khoảng 80 000 $ USD) - Buồng đặt máy mơ phỏng: • Có kích thước tương tự buồng đặt máy X-quang chẩn đoán theo tiêu chuẩn Việt nam (TCVN • Độ dày tường đảm bảo tiêu chuẩn an toàn xạ theo TCVN - Buồng đặt máy tính liều, lập kế hoạch xạ trị GT (TPS): khoảng ≥ 30 m2 Buồng chế tạo khn chì: khoảng 14m2 (nếu máy GT đa năng) Phòng khám bệnh nhân: buồng cho chuyên khoa, buồng khoảng ≥ 12m2 Phòng chờ bệnh nhân: trước cửa máy gia tốc, buồng khoảng 12m2 - 16 m2 Phòng thiết bị vật lý (máy đo liều, phantom v.v ): khoảng ≥ 14 m2 Khu vực XTAS: Phòng khám bệnh Buồng thủ thuật Phòng TPS Phòng bệnh nhân (2-3 phòng) (theo TCVN) Kho dụng cụ v.v - Phòng hành chính, giao ban chun mơn, tùy theo điều kiện sở … 36 ... ung thư dày - Tháng 11-1896 Nhiều trường hợp ung thư da điều trị tia-X - Tháng 12-1898 Marie Curie tìm ngun tố phóng xạ Ra- 226 • Giai đoạn 1900 - 1910: - Năm 1902, bệnh nhân ung thư cổ tử cung... hợp điều trị ung thư vú bảo tồn, khối u vú hạch nách, thư ng đòn tách rời mặt giải phẫu Trong số trường hợp, ta điều trị hai thể tích bia lâm sàng với liều lượng khác Trường hợp thư ng gặp điều... số máy gia tốc hạt nặng đời áp dụng xạ trị ung thư - Kỹ thuật xạ trị điều biến chùm tia (IMRT) trở nên phổ biến 19 IV CƠ SỞ SINH HỌC TRONG XẠ TRỊ 4.1 Cơ sở sinh học điều trị tia xạ Cách 70 năm