Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị

Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị Khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN VĂN HOÀNG KHẢO SÁT CÁC THƠNG SỐ TRONG TÍNH TỐN LIỀU XẠ TRỊ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LƯƠNG TUẤN ANH KHẢO SÁT PHÂN BỐ SUẤT LIỀU VÀ ĐÁNH GIÁ AN TỒN BỨC XẠ CHO PHỊNG CHỤP X-QUANG CHẨN ĐOÁN Y TẾ Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử hạt nhân lượng cao Mã số chuyên ngành: 60 44 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRƯƠNG THỊ HỒNG LOAN Tp Hồ Chí Minh, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Để đạt đƣợc kết nhƣ ngày hôm nay, nhận đƣợc động viên, dạy dỗ, giúp đỡ tận tình từ gia đình, q thầy cơ, anh chị bạn bè suốt trình học tập vừa qua Thông qua luận văn này, xin chân thành cảm ơn đến: GIA ĐÌNH, ln động viên, nhắc nhở động lực lớn suốt thời gian học tập Thầy KS TRẦN CƢƠNG, ngƣời định hƣớng tận tình bảo cho tơi hồn thành luận văn Cơ TS HOÀNG THỊ KIỀU TRANG, ngƣời hƣớng dẫn đề tài cho tơi nhiều lời khun bổ ích Thầy TH.S NGUYỄN TẤN CHÂU, ngƣời dạy nhiều điều giúp tơi bổ sung thiếu sót luận văn Các Thầy Cô Bộ môn Vật lý Hạt nhân – Khoa Vật lý Kĩ thuật – Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Thành phố Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy, hƣớng dẫn tơi suốt trình học Đại học Anh TRẦN VĂN PHÚC, ngƣời nhiệt tình giúp đỡ tơi lúc khó khăn Các Anh Chị Khoa Ung Bƣớu – Bệnh viện Chợ Rẫy – Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện cho đƣợc học tập Khoa giúp tơi sửa chữa sai sót q trình làm luận văn I MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT IV MỤC TIÊU ĐỀ TÀI VII CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ XẠ TRỊ 1.1 Xạ trị ? 1.2 Các Phƣơng pháp xạ trị 1.2.1 Xạ trị (Teletherapy) 1.2.2 Xạ trị (Brachytherapy) 1.3 Quy trình điều trị xạ trị 1.3.1 Quyết định điều trị 1.3.2 Cố định tƣ bệnh nhân 1.3.3 CT mô 1.3.4 Dữ liệu hình ảnh điều trị 1.3.4.1 Chụp ảnh CT 1.3.4.2 Chụp cộng hƣởng từ - MRI 1.3.5 Xác định vùng thể tích điều trị 1.3.6 Lập kế hoạch điều trị tính tốn liều lƣợng 1.3.7 Đánh giá kế hoạch 1.3.8 Tiến hành điều trị CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA TÍNH TỐN LIỀU XẠ TRỊ 2.1 Các thuật tốn tính tốn liều II 2.1.1 Thuật toán dựa hiệu chỉnh 2.1.2 Thuật toán dựa mơ hình hố 2.1.3 Thuật toán Monte Carlo 10 2.2 Các thơng số vật lý tính tốn liều xạ trị 11 2.2.1 Phần trăm liều độ sâu – PDD 11 2.2.2 Tỉ số mô Phantom – TPR 12 2.2.3 Beam Profile 14 2.2.4 Hệ số tán xạ tổng (Total Scatter Factor - SCP), hệ số tán xạ collimator SC, hệ số tán xạ phantom SP 17 2.2.5 Hệ số nêm (wedge) 18 2.2.5.1 Kĩ thuật đồng tâm – SAD (source axis distance) 18 2.2.5.2 Kĩ thuật SSD (source surface distance) 19 2.3 Tính tốn liều xạ trị 20 2.3.1 Tính tốn liều với kĩ thuật SAD 20 2.3.2 Tính tốn liều với kĩ thuật SSD 21 CHƯƠNG KHẢO SÁT CÁC THƠNG SỐ VẬT LÝ TRÊN HỆ THỐNG TÍNH TOÁN LIỀU XiO VÀ TRÊN HỆ THỐNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH XẠ TRỊ 22 3.1 Thiết bị sử dụng 22 3.1.1 Máy gia tốc tuyến tính xạ trị 22 3.1.2 Phantom nƣớc 23 3.1.3 Thiết bị đo liều 24 3.1.3.1 Buồng ion hoá 24 3.1.3.2 Bộ điều khiển truyền thông - CCU (Common Control Unit) 24 3.1.3.3 Bộ điện kế (Electrometer Dose 1) 25 III 3.1.4 Phần mềm thu nhận xử lý số liệu 26 3.2 Bố trí đo đạc liệu 26 3.3 Kết đo đạc 29 3.3.1 Phần trăm liều độ sâu 29 3.3.2 Beam profile 31 3.3.3 Hệ số tán xạ tổng SCP, hệ số tán xạ Collimator tán xạ Phantom SC, SP 33 3.3.3.1 Đo đạc hệ số tán xạ tổng SCP 33 3.3.3.2 Đo đạc hệ số tán xạ Collimator SC 33 3.3.4 Hệ số Wedge 35 3.4 Các khảo sát tính toán liều hệ thống lập kế hoạch XiO 36 3.4.1 Xây dựng mẫu tính toán liều hệ thống lập kế hoạch XiO 36 3.4.1.1 Phần trăm liều độ sâu PDD 37 3.4.1.2 Beam profile 38 3.4.2 Tính tốn liều XiO đo đạc kiểm tra 39 3.4.2.1 Tính tốn liều XiO 40 3.4.2.2 Đo đạc kiểm tra tính tốn XiO máy gia tốc 40 CHƯƠNG BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN 45 4.1 Bàn luận 45 4.2 Kết luận 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 IV DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Các kí hiệu c: kích thƣớc trƣờng Collimator cR : kích thƣớc trƣờng Collimator chuẩn f: khoảng cách từ nguồn đến điểm quan tâm f’ : khoảng cách từ nguồn đến bề mặt Phantom fR : khoảng cách từ nguồn đến điểm chuẩn s: kích thƣớc trƣờng quan tâm zm : độ sâu điểm liều hấp thụ cực đại Phantom zR : độ sâu chuẩn Các chữ viết tắt AAA Analytical Anisotropic Algorithm CCU Common Control Unit CT Computed Tomography ICRU International Commission on Radiation Units FC Farmer Chamber MRI Magnetic Resonance Imaging MU Monitor Unit OCR Off Central Ratio OR Output Ratio PET Positron Emission Tomography PDD Percentage Depth Dose TPR Tissue Phantom Ratios SAD Source Axis Distance SC Collimator Scatter Factor V SP Phantom Scatter Factor SCP Total Scatter Factor SIM Simulation SSD Source to Surface Distance VPS Virtual Planning Systems VI MỤC TIÊU ĐỀ TÀI Theo dự báo tổ chức Y tế giới (WHO) vào năm 2015, năm giới có 15 triệu ngƣời mắc bệnh ung thƣ triệu ngƣời chết ung thƣ, 2/3 nƣớc phát triển có Việt Nam [3] Do đó, việc chẩn đoán điều trị bệnh ung thƣ vấn đề cấp bách hàng đầu toàn xã hội Hiện nay, việc điều trị bệnh tập trung vào ba phƣơng pháp phẫu thuật, hóa trị xạ trị Trong phẫu thuật phƣơng pháp điều trị truyền thống lâu đời Trong năm gần đây, với phát triển khoa học công nghệ ngày cao, thiết bị ứng dụng vật lý hạt nhân chẩn đoán điều trị bệnh ung thƣ đƣợc chế tạo phát triển Trong lĩnh vực hình ảnh học có máy chụp ảnh xạ chẩn đoán nhƣ máy Computed Tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI) Positron Emission Tomography (PET) Trong lĩnh vực điều trị, máy xạ trị ngày đƣợc cải tiến đóng góp vai trò quan trọng việc điều trị bệnh ung thƣ liệu pháp xạ, máy gia tốc tuyến tính đƣợc xem phƣơng tiện hỗ trợ đắc lực Trên giới, ngƣời ta chế tạo đƣợc máy gia tốc tuyến tính đại phát hai nguồn xạ để điều trị: chùm hạt electron trực tiếp chùm photon đƣợc sản sinh chùm điện tử đập vào đối âm cực giống nhƣ bóng quang tuyến X (tạo xạ hãm) Trong 10 năm gần đây, Việt Nam phát triển ngành xạ trị kỹ thuật cao nhằm nâng cao hiệu điều trị kỹ thuật đem lại kết điều trị bệnh nhiều Tuy nhiên, phƣơng pháp kết hợp công nghệ điều khiển tự động, công nghệ máy tính cơng nghệ xạ nên có phức tạp cao Trong việc tính tốn liều lƣợng cung cấp cho bệnh nhân quy trình quan trọng Việt Nam Việc tính tốn thƣờng đƣợc thực máy tính theo thơng số nhà vật lý đo đạc nhập liệu vào Do việc tìm hiểu phƣơng pháp tính thơng số vật lý cần thiết cho việc tính tốn lý thuyết VII thực nghiệm vấn đề cần thiết để đảm bảo đƣợc xác việc tính tốn liều lƣợng xạ cho bệnh nhân Vì luận văn này, chúng tơi tìm hiểu thuật tốn tính toán liều hệ thống lập kế hoạch xạ trị Sau khảo sát thơng số vật lý đƣợc sử dụng hầu hết thuật tốn xạ trị Cuối cùng, tìm hiểu phƣơng pháp tính tốn liều phần mềm lập kế hoạch xạ trị XiO Thông qua phần mềm lập kế hoạch xạ trị XiO, ghi nhận thông số vật lý để cung cấp cho máy gia tốc tuyến tính xạ trị, sau so sánh khác tính tốn liều hệ thống lập kế hoạch XiO kết đo đạc thực tế Với mục đích nêu trên, luận văn đƣợc hoàn thành với bố cục bao gồm bốn chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan xạ trị Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn liều Chƣơng 3: Khảo sát thơng số Vật lý hệ thống tính tốn liều XiO máy gia tốc tuyến tính xạ trị Chƣơng 4: Bàn luận kết luận VIII 3.3.3 Hệ số tán xạ tổng SCP, hệ số tán xạ collimator tán xạ phantom SC, SP Hệ số tán xạ thông số vật lý xác định yếu tố ảnh hưởng đến kết đo tia xạ tán xạ phát từ nguồn tán xạ với collimator hay tương tác xạ với môi trường xung quanh điểm đo liều hấp thụ 3.3.3.1 Đo đạc hệ số tán xạ tổng SCP SCP hệ số tán xạ tổng hợp bao gồm yếu tố từ collimator từ môi trường xung quanh Phép đo thực điều kiện khoảng cách từ nguồn đến bề mặt phantom SSD = 100cm, khoảng cách từ nguồn đến buồng ion hoá SCD = 110cm Các kích thước trường chiếu đo 3×3cm, 4×4cm, … 40×40cm, phép đo thực cho mức lượng 6MV 10MV Giá trị liều lượng trường chiếu đo ghi nhận Giá trị SCP giá trị chuẩn hoá giá trị liều lượng trường khác với trường 10×10cm sau Bảng 3.1 kết SCP đo cho mức lượng 6MV Bảng 1: Xác định hệ số Scp với kích thƣớc trƣờng khác Kích thước trường (cm) 3x3 4x4 5x5 7x7 10x10 12x12 15x15 20x20 25x25 30x30 35x35 40x40 Đo lần 1,75 1,82 1,88 1,97 2,08 2,13 2,20 2,28 2,33 2,37 2,40 2,41 Đo lần 1,75 1,82 1,88 1,97 2,08 2,14 2,20 2,28 2,33 2,38 2,40 2,41 Đo lần 1,75 1,82 1,88 1,97 2,08 2,13 2,20 2,28 2,33 2,37 2,40 2,41 Trung Bình 1,75 1,82 1,88 1,97 2,08 2,13 2,20 2,28 2,33 2,37 2,40 2,41 Hệ số Scp 0,84 0,88 0,90 0,95 1,00 1,03 1,06 1,10 1,12 1,14 1,15 1,16 3.3.3.2 Đo đạc hệ số tán xạ collimator SC Hệ số tán xạ collimator xác định tán xạ từ collimator theo trường chiếu khác Việc đo đạc SC tương tự việc đo đạc SCp Tuy nhiên việc đo đạc SC điều kiện phải rút phantom sử dụng phantom nhỏ Giá trị liều lượng trường chiếu đo ghi nhận Giá trị SC giá trị chuẩn hoá giá trị liều lượng trường khác với trường 10×10cm sau 33 Việc bố trí dụng cụ để đo đạc SC mơ tả hình 3.14: Hình 3.14: Sử dụng phantom nhỏ để xác định hệ số tán xạ collimator Kết đo đạc SC với mức lượng 6MV lập thành bảng 3.2: Bảng : Xác định hệ số Sc với kích thƣớc trƣờng khác Kích thước trường (cm) 3x3 4x4 5x5 7x7 10x10 12x12 15x15 20x20 25x25 30x30 35x35 40x40 Đo lần 1,39 1,44 1,46 1,48 1,50 1,51 1,53 1,55 1,56 1,57 1,58 1,58 Đo lần 1,39 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,53 1,55 1,56 1,57 1,57 1,58 Đo lần 1,39 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,53 1,55 1,56 1,57 1,58 1,58 Trung Bình 1,39 1,44 1,46 1,48 1,50 1,52 1,53 1,55 1,56 1,57 1,58 1,58 Hệ số Sc 0,96 0,97 0,98 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,05 1,05 0,93 Sự đóng góp yếu tố tán xạ tăng dần theo kích thước trường chiếu Trong trường chiếu 10×10cm làm kích thước trường chiếu chuẩn (hình 3.15) 34 1.20000 1.15000 1.10000 1.05000 Scp 1.00000 Sc 0.95000 0.90000 0.85000 0.80000 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hệ số tán xạ SCP SC theo kích thước trường chiếu 3.3.4 Hệ số nêm Tương tự hệ số SC, SCP, có diện nêm có đóng góp tán xạ lên phép đo, ta cần phải xác định hệ số Hệ số xác định thông qua so sánh liều có nêm khơng có nêm Phép đo thực SSD = 100cm, SCD = 110cm, MU = 100 với mức lượng 6MV cho kích thước trường khác Kết đo đạc hệ số nêm lập thành bảng 3.3 Bảng 3: Xác định hệ số nêm với kích trƣờng khác Kích thước trường (cm) 5x5 7x7 10x10 12x12 15x15 20x20 25x25 30x30 Đo lần 0,507 0,535 0,572 0,590 0,613 0,650 0,673 0,689 Đo lần 0,507 0,535 0,572 0,590 0,613 0,650 0,672 0,689 Đo lần 0,508 0,535 0,572 0,589 0,614 0,651 0,673 0,689 Trung bình (a) 0,508 0,535 0,572 0,590 0,613 0,650 0,673 0,689 Trường mở (b) 1,878 1,971 2,078 2,132 2,196 2,279 2,331 2,373 Hệ số nêm (a/b) 0,270 0,271 0,275 0,277 0,279 0,285 0,289 0,290 35 Hệ số nêm 0.29200 0.29000 0.28800 0.28600 0.28400 0.28200 0.28000 0.27800 0.27600 0.27400 0.27200 0.27000 ệ số Wedge 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hệ số nêm theo kích thước trường chiếu Nhìn vào hình 3.16 ta thấy đóng góp hệ số tán xạ có nêm tăng dần theo kích thước trường chiếu 3.4 Các khảo sát tính tốn liều hệ thống lập kế hoạch XiO Hệ thống lập kế hoạch XiO hệ thống phần mềm tính tốn liều, sử dụng thông số PDD, beam profile… để tính tốn liều cần cung cấp cho khối bướu Hệ thống lập kế hoạch XiO sử dụng thuật tốn tính tốn liều như: Convolution/SuperPosition, Clarkson Trong phần khảo sát việc sử dụng thông số vật lý để xây dựng mẫu tính tốn liều thuật tốn Convolution Sau thực số tính tốn liều điểm với điều kiện điều trị khác tiến hành đo đạc liều tuyệt đối tính tốn để kiểm tra tính tốn phần mềm XiO 3.4.1 Xây dựng mẫu tính tốn liều hệ thống lập kế hoạch XiO Như thảo luận trên, hệ thống lập kế hoạch XiO dựa thuật tốn mơ hình hố với thuật tốn sử dụng Convolution/Super Position Việc xây dựng mơ hình hố tính tốn liều phải thực trước sử dụng phần mềm để tính tốn liều cho bệnh nhân Các thông số vật lý PDD, beam profile, SCP, SC phải nhập vào phần mềm tính tốn liều XiO để lập thành liệu Từ phần mềm tính tốn xây dựng mẫu tính tốn liều riêng 36 3.4.1.1 Phần trăm liều độ sâu - PDD Hình 3.17 đồ thị mô tả đường cong PDD tính tốn từ thuật tốn mẫu thực nghiệm, đường màu đen đường cong PDD thực nghiệm, đường màu đỏ đường PDD mẫu tính tốn từ phần mềm XiO Phần mềm XiO sử dụng đường PDD thực nghiệm sử dụng thơng số trình bày để tính tốn PDD Hình 3.17: PDD lý thuyết thực nghiệm Nhìn vào đồ thị ta thấy hình dạng đường màu đỏ màu đen giống Tuy nhiên, có điểm không trùng khớp, đỉnh đường cong lý thuyết cao đường thực nghiệm Sự khác biệt yếu tố ảnh hưởng thực tế lý thuyết khác Các PDD mẫu trường chiếu khác xây dựng thực nghiệm tương ứng với kích thước mà đo đạc 37 3.4.1.2 Beam profile Hình 3.18 đồ thị mơ tả đường cong beam profile tính tốn từ thuật toán mẫu thực nghiệm, tương tự phần mềm XiO sử dụng đường beam profile thực nghiệm sử dụng thơng số trình bày để tính tốn beam profile mẫu Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn đường beam profile màu đen đo đạc từ thực nghiệm đường beam profile có màu sắc khác tính từ XiO Với độ sâu khác ta có cặp beam profile lý thuyết thực nghiệm khác 38 Hình 3.19: Sự sai lệch lý thuyết thực nghiệm đường beam profile có nêm Và độ nghiêng đường cong beam profile giảm dần độ sâu lớn dần 3.4.2 Tính tốn liều XiO đo đạc kiểm tra Từ mẫu tính tốn liều xây dựng trình bày phần trên, phần ta thiết lập số điều kiện điều trị sử dụng mẫu xây dựng để tính tốn điểm liều điều kiện thiết lập Sau ta đo đạc máy gia tốc so sánh kết tính tốn đo đạc thực tế 39 3.4.2.1 Tính tốn liều XiO Các điều kiện tính tốn bao gồm: trường chiếu đối xứng bất đối xứng, điểm liều định tâm lệch tâm, lượng sử dụng 6MV, SAD = 100cm, SSD = 95cm, khoảng cách từ điểm đo đến bề mặt phantom z = 5cm Từ thiết lập trên, sử dụng phần mềm XiO để tính tốn giá trị MU cho liều định 100cGy điểm đo Ngoài giá trị MU, số giá trị TPR, OCR tính toán hệ thống XiO Các giá trị lấy dựa phân bố liều tính tốn theo vị trí tính liều xác định trước Các phép đo đạc máy gia tốc sau thực để kiểm tra lại giá trị 3.4.2.2 Đo đạc kiểm tra tính tốn XiO máy gia tốc Việc xác định liều điểm phantom bố trí hình 3.20: - Vị trí Gantry collimator 00 - Phantom sử dụng phantom rắn - Khoảng cách từ nguồn đến bề mặt phantom rắn, SSD = 100cm - Buồng ion hoá loại FC65-C đặt phantom rắn - Nhiệt độ phòng 250C, áp suất 100,78kPa - Nhiệt độ buồng ion hoá 24,70C - Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ áp suất 1,011 - Hệ số hiệu chỉnh từ phantom nước sang phantom rắn 1,009 40 Hình 3.20: Sơ đồ bố trí thí nghiệm đo đạc liều phantom rắn Hình 3.21: Phần mềm cung cấp liều cho máy gia tốc (trái) dụng cụ đo liều tuyệt đối Dose Các phép đo điểm đo bố trí theo tính tốn XiO bao gồm kích thước trường chiếu, độ sâu vị trí điểm đo, giá trị MU 41 Kết tính từ XiO từ đo đạc thực nghiệm tương ứng với bố trí đo cho bảng 3.4, bảng 3.5 Liều mong muốn điểm đo 100cGy; 100MU = 101cGy Bảng 3.4: Giá trị tính tốn liều phần mềm XiO liều thu đƣợc từ thực nghiệm điểm đo cho trƣờng đối xứng Trƣờng Kích thƣớc trƣờng Tọa độ (cm) MU cung cấp Liều đo đƣợc Sai lệch (%) hợp chiếu (cm) cho máy (cGy) 7×7 (0;0;5) 112 101,9 0,9 7×7 (2;1,5;5) 113 102,6 1,6 8×8 (2;1,5;5) 111 102,7 1,7 10×10 (0;0;5) 109 103,3 2,3 Bảng 3.5: Giá trị tính tốn liều phần mềm XiO liều thu đƣợc từ thực nghiệm điểm đo cho trƣờng bất đối xứng Trƣờng Kích thƣớc Tọa độ MU cung cấp cho Liều đo đƣợc Sai lệch (%) hợp trƣờng chiếu (cm) (cm) máy (cGy) 7×7 (2/5×3,5/3,5) (0;0;5) 113 101,8 0,8 8×8 (3/5×5/5) (0;0;5) 111 102,7 1,7 10×10 (3/7×5/5) (0;0;5) 109 102,4 1,4 7×10 (2/5×5/5) (0;0;5) 111 102,1 1,1 8×10 (3/5×4/4) (0;0;5) 110 102,4 1,4 Từ bảng 3.4 bảng 3.5 ta thấy giá trị đo đạc từ thực nghiệm tương đối xác với giá trị liều mong đợi, sai lệch trung bình 2% 42  Kết tính tốn TPR Bảng 3.6: Giá trị để tính toán TPR từ phần mềm XiO từ đo đạc thực nghiệm Trƣờng Kích thƣớc trƣờng Tọa độ hợp chiếu (cm) MU cung Liều đo đƣợc từ Liều đo tính toán cấp cho thực nghiệm đƣợc từ XiO (cm) máy (cGy) (cGy) 10×10 (0;0;5) 109 103,30 100,70 10×10 (0;0;10) 109 87,24 85,70 Từ liệu cho bảng 3.6 ta tính tốn hệ số TPR đo đạc thực nghiệm, ta xác định TPR phần mềm XiO điều kiện đo lường kích thước trường 10×10cm, vị trí điểm tham chiếu (0;0;5) Dưới kết tính tốn TPR điểm (0;0;10): - Kết tính tốn TPR dựa phần mềm XiO TPR10 × 10 10;5 = 85,7 = 0,8510 = 85,10% 100,7 - Kết tính tốn TPR dựa số liệu đo đạc từ thực nghiệm TPR10 × 10 10;5 = 87,24 = 0,8445 = 84,45% 103,3 Từ giá trị tính ta thấy kết lý thuyết thực nghiệm tương đối tốt Sai lệch kết tính tốn 0,65%  Kết tính tốn OCR Bảng 3.7: Giá trị để tính tốn OCR từ phần mềm XiO từ đo đạc thực nghiệm Trƣờng Kích thƣớc hợp trƣờng chiếu Tọa độ tính MU cung Liều đo đƣợc từ toán (cm) cấp cho máy (cm) Liều đo thực nghiệm đƣợc từ XiO (cGy) (cGy) 10×10 (0;0;5) 109 103,3 100,7 10×10 (3,5;0;5) 109 102,3 100,2 43 Từ liệu cho bảng 3.7 ta tính tốn hệ số lệch trục OCR đo đạc thực nghiệm, ta xác định OCR phần mềm XiO điều kiện đo lường kích thước trường 10×10cm, vị trí điểm tham chiếu (0;0;5) Dưới kết tính tốn mẫu beam profile điểm (3,5;0;5): - Kết tính tốn OCR dựa phần mềm XiO OCR10 × 10 (3,5;0) = 100,2 = 0,995 = 99,5% 100,7 - Kết tính tốn OCR dựa số liệu đo đạc từ thực nghiệm OCR10 × 10  3,5;0  = 102,3 = 0,99 = 99,0% 103,3 Tương tự OCR, ta thấy kết đo đạc lý thuyết thực tế tương đối tốt, sai lệch kết tính toán 0,5% 44 CHƢƠNG BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN 4.1 Bàn luận Trong phần ta tiến hành phân tích đánh giá kết tính toán đo đạc thực chương ba Như mô tả chương trước thông số vật lý tuỳ thuộc vào thuật toán tính tốn hệ thống lập kế hoạch mà tiến hành thu thập với điều kiện đo đạc khác Các thông số đo đạc thiết bị đại đồng lựa chọn theo yêu cầu phép đo Khi tính toán kiểm tra liều điểm, việc sử dụng hệ thống XiO để thiết lập điều kiện tính tốn tính tốn giá trị MU thực Đây tính tốn kiểm tra cách tổng qt việc sử dụng thơng số vật lý để tính tốn liều theo điều kiện điều trị điểm Phép tính tốn số trường hợp XiO không cho thấy trực tiếp thông số mà thấy số kết tính trung gian thơng số vật lý Do đó, muốn kiểm tra thơng số ta phải thực thêm phép tính tốn khác phức tạp Việc đo kiểm tra liều định theo giá trị MU tính tốn XiO máy gia tốc cho thấy kết đo phù hợp tính tốn đo đạc, sai lệch trung bình nhỏ 2% với kết đo (bảng 3.4, bảng 3.5) Một số tính tốn thêm để kiểm tra thông số vật lý TPR OCR tính tốn XiO thực nghiệm thực phần thực nghiệm luận văn Kết cho thấy tính tốn đo đạc có khác biệt với sai lệch cho phép Các sai lệch trình bày khác biệt mẫu tính tốn XiO đường thực nghiệm đo đạc trình xây dựng mẫu Tuy nhiên sai lệch khoảng 0,5%, sai lệch nhỏ đóng góp vào tính tốn giá trị MU tạo sai số đo đạc tính tốn giá trị MU liều đo 45 4.2 Kết luận Thông qua đề tài tơi nắm quy trình điều trị xạ trị ung thư Trong đó, cơng việc tính tốn liều xạ trị khâu quan trọng hệ thống lập kế hoạch xạ trị Cơng việc đòi hỏi xác cao việc tính tốn liều lượng cần cung cấp cho máy gia tốc tuyến tính xạ trị Để làm điều đó, ngồi việc kĩ sư vật lý phải đo đạc cẩn thận thông số vật lý cần phải có hỗ trợ phần mềm lập kế hoạch kèm thuật tốn tính tốn liều Qua khảo sát việc tính tốn liều, chúng tơi thấy thuật tốn tính tốn liều dùng xạ trị bao gồm Convolution/SuperPosition, Claskson, Monte Carlo… Tuy thuật toán vận hành theo phương thức khác điểm chung tất chúng sử dụng tham số để tính liều lượng cần cung cấp cho máy gia tốc tuyến tính xạ trị là: phần trăm liều độ sâu, beam profile, hệ số tán xạ phantom, hệ số tán xạ collimator, hệ số nêm… Trong luận văn thực phép đo thông số vật lý để nhập vào phần mềm tính tốn liều XiO Từ XiO xuất giá trị MU cần cung cấp cho máy gia tốc để chúng tơi đo đạc lại thơng số vật lý Việc kiểm tra giá trị thông số vật lý phần mềm XiO tính tốn giá trị mà đo đạc thực Tuy có sai lệch tính tốn XiO thực nghiệm thông số Vật lý áp dụng chúng vào hệ thống tính tốn liều XiO ta thấy kết thu xác Từ ta thấy tầm quan trọng thông số việc tính tốn liều điều trị cho bệnh nhân bị bệnh ung thư 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Trần Cương (2013), Bài giảng Vật lý Hạt nhân ứng dụng Y học, Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Tp Hồ Chí Minh [2] Trần Cương (2001), Xạ trị ung thư máy gia tốc tuyến tính xạ trị chùm tia X, Luận văn tốt nghiệp Vật lý Hạt Nhân, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh [3] Lê Thanh Xuân (2010), Mô máy gia tốc tuyến tính dùng xạ trị phương pháp Monter Carlo, Luận văn Thạc sĩ Vật lý Hạt Nhân, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh [4] Dương Thành Tài (2012), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ (JO-IMRT), Luận văn Thạc sĩ Vật lý Hạt Nhân, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh [5] Nguyễn Tấn Châu (2013), Tính liều chiếu cho bệnh nhân ghi hình 18 F- FDG PET/CT phương pháp MIRD, luận văn Thạc sĩ Vật lý Hạt Nhân, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh Tiếng Anh [6] Khan, Fair M (2003), Library of Congress Cataloging in Publication Data, The physics of radiation therapy, third edition [7] A Dutreix, B Bjarngard, A Bridier, B Mijnheer, J Shaw, H Svensson (1997), Physics for Clinical Radiotherapy Booklet No.3, Monitor Unit Calculation for High Energy Photon Beams, first edition 47 ... vật lý PDD TPR, beam profile, hệ số tán xạ collimator SC, tán xạ phantom SP 2.2 Các thông số vật lý tính tốn liều xạ trị Như phân tích trên, có nhiều thuật tốn tính tốn khác số thông số vật lý. .. trình điều trị xạ trị Trong phần trình bày đề tài, chúng tơi tìm hiểu thuật tốn tính tốn liều thơng số vật lý sử dụng để tính liều xạ trị CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA TÍNH TỐN LIỀU XẠ TRỊ Như trình... tính tốn liều hệ thống lập kế hoạch xạ trị Sau khảo sát thông số vật lý đƣợc sử dụng hầu hết thuật toán xạ trị Cuối cùng, tìm hiểu phƣơng pháp tính tốn liều phần mềm lập kế hoạch xạ trị XiO Thông