Nội dung bài viết trình bày phương pháp chuẩn liều và so sánh chéo quốc gia và quốc tế để đánh giá độ chính xác và tính ổn định về suất liều các chùm photon của hệ thống máy gia tốc xạ trị tại Bệnh viện K Trung ương. Các mẫu nhiệt huỳnh quang (TLD) bằng chất liệu LiF, hình dạng “con nhộng” (capsule), được chiếu xạ với liều lượng 200c Gy (200MU) tại độ sâu 5 cm cho mức năng lượng 6MV và 10 cm cho mức năng lượng 15MV.
Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 CHUẨN LIỀU CÁC CHÙM PHOTON TỪ HỆ THỐNG MÁY GIA TỐC XẠ TRỊ TẠI BỆNH VIỆN K TRUNG ƯƠNG, SO SÁNH KẾT QUẢ CẤP QUỐC GIA VÀ QUỐC TẾ Nguyễn Xuân Kử* TĨM TẮT Độ xác tính ổn định suất liều máy phát tia nói chung máy gia tốc xạ trị nói riêng đóng vai trò quan trọng, liên quan đến kết điều trị ung thư Làm cách để đảm bảo trì độ xác tính ổn định suất liều phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm trình độ chun mơn nhà Vật-lý Nội dung báo trình bày phương pháp chuẩn liều so sánh chéo quốc gia quốc tế để đánh giá độ xác tính ổn định suất liều chùm photon hệ thống máy gia tốc xạ trị Bệnh viện K Trung ương Các mẫu nhiệt huỳnh quang (TLD) chất liệu LiF, hình dạng “con nhộng” (capsule), chiếu xạ với liều lượng 200c Gy (200MU) độ sâu cm cho mức lượng 6MV 10 cm cho mức lượng 15MV Số liệu gửi so sánh với Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam - VAEI, Bệnh viện Newcastles - Australia Cơ quan Năng lượng Nguyên tử quốc tế - IAEA Kết đáng khích lệ Độ xác mức lượng 6MV 15MV tương ứng 99,7% 100,6% SUMMARY CALIBRATING OUT-PUT OF PHOTON BEAMS FROM RADIATION THERAPY LINACS SYSTEM AT NATIONAL CANCER HOSPITAL, COMPARING RESULTS WITH NATIONAL AND INTERNATIONAL LEVELS Nguyen Xuan Ku * Y Hoc TP Ho Chi Minh – Vol.14 - Supplement of No – 2010: 10 - 14 The accuracy and stability of the out-put (dose rate) of external beam facilities, in general and of Radiation Therapy Linacs, in particular plays a very important role related to outcome of cancer treatment How to assure and maintain the stability as well as the accuaracy of those out-puts is strongly depended on competency and experience of Medical Physicist(s) at the Radiation Oncology Institution The content of this paper present the methods of national and international external audit to assess the stability and accuracy of dose rate for photon beams from the Linear Accelerators system at K Hospital, Hanoi The TLD batches of LiF in the form of capsule were irradiated with the dose of 200c Gy (200MU) at the depths of cm for energy of 6MV and 10 cm for energy of 15MV The results were compared to the VAEI, Newcastles Hospital -Australia and IAEA They are very reassuring with the accuracy of is 99.7% and 100.6% for 6MV and 15MV respectively ĐẶT VẤN ĐỀ Đo, chuẩn liều nhiệm vụ trọng tâm kỹ sư vật lý Có nhiều phương pháp đo, chuẩn liều lượng xạ ion hóa từ thiết bị dùng xạ trị ung thư Tùy theo mục đích chuyên môn, thiết bị đầu đo (detector), chuẩn liều xạ trị loại chứa khí (buồng ion hóa), chất bán dẫn (Diode), nhiệt phát quang (TLD) v.v Sự chuẩn xác suất liều phải khẳng định trì suốt thời gian sử dụng thiết bị Để tiến hành cơng việc, điều cần thiết trang bị đồng thiết bị đo-chuẩn liều * kinh nghiệm trình độ chun mơn kỹ sư vật lý sở Với máy gia tốc xạ trị, công tác đo, chuẩn liều phức tạp công việc bắt buộc phải tiến hành thường xuyên, quy trình kỹ thuật Điều quan trọng kết đo liều phải khẳng định cách so sánh với tiêu chuẩn cấp quốc gia, tức Phòng chuẩn cấp II - Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam hay quốc tế, (cấp I) - Cơ Quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế - IAEA Sai số cho phép đo liều vật lý xạ trị ung thư khuyến cáo ≤ ± 5% Bệnh viện K Trung ương Địa liên lạc: ThS KS Nguyễn Xuân Kử ĐT: 098 330 1952 Email: ngxuanku@gmail.com Chuyên ñề Ung Bướu 10 Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 ĐÔI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Các máy gia tốc xạ trị Bệnh viện K TƯ đo, chuẩn suất liều định kỳ so sánh kết với Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam - VAEI; với Cơ quan Năng lượng Nguyên Tử Quốc tế - IAEA Hệ máy đo DOSE-1 buồng Ion hoá loại FC65-P hãng WELLHOFER chuẩn qua Phòng chuẩn cấp II (Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam) dùng làm phương tiện đo, kiểm tra liều lượng hàng ngày Hệ phantom loại PMMA dùng làm vật liệu thay môi trường nước để đo liều hấp thụ a) Mẫu LiF giá đỡ Một số mẫu đo nhiệt huỳnh quang - TLD hợp chất LiF chiếu với liều lượng 100 cGy cho loại lượng photon 6MV 15MV, độ sâu cm 10 cm tương ứng Khoảng cách từ nguồn đến bề mặt phantom 100cm Phương pháp xác định liều hấp thụ dựa theo tài liệu hướng dẫn kỹ thuật TEC-DOC 277 398 Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế - IAEA Mơ hình chiếu xạ mẫu LiF (TLD) bố trí thí nghiệm chiếu minh họa hình b) Khoảng cách đặt mẫu LiF- SSD; SAD Hình Mẫu TLD dùng LiF thí nghiệm đo Nguyên lý hoạt ñộng nhiệt phát quang-TLD Các hợp chất LiF bị chiếu xạ hấp thụ lượng mạng tinh thể Nếu chất sau nung nóng, lượng hấp thụ giải phóng thành dạng ánh sáng (hình 2) Ánh sáng hoàn toàn tỷ lệ với lượng hấp thụ Dùng quang phổ kế đo ánh sáng ta biết lượng xạ chiếu Miền dẫn B.xạ ion hóa a) Bức xạ Bẫy ion b) Nung nóng Ánh sáng nhìn thấy c) Các bẫy ion Hình Chun đề Ung Bướu 11 Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 Nguyên lý trình chiếu xạ phát sáng TLD a) Mô tả trình chiếu xạ: Các e- (điện tử) nhận lượng chuyển động từ miền hoá trị (valence band), qua miền dẫn (conduction band) đến bị bẫy lại (electron taps) b) Khi nung nóng, e- cung cấp nhiệt lượng đủ để thoát khỏi bẫy (traps), trở trạng thái ban đầu (valence band) kèm theo phát sáng (visible light) Cường độ ánh sáng tỷ lệ thuận với liều lượng xạ hấp thụ Phương pháp chuẩn liều hấp thụ phantom nước - Công thức xác định liều lượng nước Mu(Water) phantom Mu (plastic) sau: Mu (Water) = Mu (plastic) hm Trong hm hệ số chuyển đổi liều hấp thụ nước vật liệu dùng làm phantom Trong trường hợp hm = 0,998 Mu = Mu0 PPTkhPs Trong đó: Mu0 kết trung bình phép đo kh hệ số hiệu chỉnh độ ẩm phòng - Phantom có kích thước 30 cm x 30 cm - Khoảng cách từ nguồn đến mẫu LiF: 100 cm - Hệ số chuẩn liều hấp thụ nước: ND,W= 4,775 x 107 Gy/C Ps hệ số hiệu chỉnh phân cực điện áp cấp cho buồng Ion Trong trường hợp Ps= PPT = P0 (273,2 + T ) P(273,2 + T0 ) Bảng trình bày phụ thuộc hệ số tán xạ kESC (Excess Scatter Correction) số lượng kích thước trường chiếu PTP hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ áp suất môi trường Bảng Hệ số kESC phụ thuộc lượng va kích thước trường chiếu Trong đó: P T áp suất nhiệt độ môi trường, P0 = 101kPa T0 =20oC Thực hành Năng lượng (MV) Độ sâu (cm) γ Kích thước trường chiếu (cm x cm) 5x5 10x10 20x20 0,5 - 5,0 0,9970,986 0,9960,987 0,9950,989 0,4 - 5,0 0,9980,984 0,9940,982 0,9970,989 1,0 - 5,0 0.9980,994 0,9970,993 0,9980,993 1,5 - 5,0 0,9990,994 0,9980,994 0,9980,996 Phương pháp chuẩn liều suất liều hấp thụ (Dose and Dose Rate) - Liều hấp thụ môi trường nước tính theo cơng thức: Dw= Mu ND (Sw,air)uPu Trong (Sw,air)u tỷ số lượng chặn Pu hệ số hiệu chỉnh nhiễu loạn Trong trường hợp Pu = 0,991 Chuyên ñề Ung Bướu Liều lượng 100 MU chuẩn thành liều hấp thụ 100 cGy (100 MU) cm cho mức lượng photon MV, độ sâu 10 cm chọn lượng photon 15 MV Tại bệnh viện K, mẫu TLD dạng nhộng (capsule) đặt phantom nước độ sâu 5cm cho lượng photon 6MV Kích thước trường chiếu (filed size): 10 cm x 10 cm, liều chiếu xạ 200 cGy (200 MU) Khoảng cách từ nguồn đến tâm mẫu LiF SAD = 100 cm; SSD = 95 cm, hình 1(b) Thông thường, lần mức lượng photon cần chiếu tối thiểu mẫu (2 capsule) Ngồi ra, có mẫu (một capsule) gửi kèm trình vận chuyển khơng chiếu xạ với mục đích bù trừ “phơng” tự nhiên Các mẫu sau gửi đến VAEI sang Austria (Áo) - (tùy theo chương trình thời gian chuẩn) để đọc so sánh kết KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Kết Bảng Kết chiếu xạ mẫu LiF Bệnh viện K IAEA 12 Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 MV Năng lượng photon Bệnh viện K Thời gian ño, chuẩn MV Kết trung bình Sai số tương đối % (*) 4-2005 200 cGy 198 cGy 1,3% MV 5-2006 200 cGy 201 cGy -0,6% MV 3-2007 197 cGy 200 cGy -2,1% MV 3-2007 198 cGy 200 cGy -1,2% MV 3-2007 197 cGy 201 cGy -2,1% 198 cGy 200 cGy -1,2% 3-2007 Bảng Kết chiếu xạ mẫu LiF Bệnh viện K BV Newcastles -Australia Năng lượng photon Thời gian ño, chuẩn MV 15 MV Bệnh viện K BV Newcastles MV Kết trung bình Sai số tương đối % (*) 12-2000 100 cGy 99,9 - 1% 12-2000 100 cGy 100,6 0,6% Bảng Kết chiếu xạ mẫu LiF Bệnh viện K VAEI Năng lượng photon Thời gian ño, chuẩn Bệnh viện K MV VAEI Kết trung bình Sai số tương ñối % (*) MV 2006 200 cGy 203 cGy -1,47% MV 2006 200 cGy 199 cGy 0,5 % MV 2010 200 cGy 205 cGy -2,43 % Chuyên ñề Ung Bướu 200 cGy 205 cGy -2,43 % Ghi chú: * Sai số tương đối tính bằng: IAEA MV MV 2010 100 × (liều báo cáo BV – liều trung bình nơi so sánh)/liều trung bình nơi so sánh Bàn luận Qua bảng kết mẫu TLD LiF chiếu xạ so sánh với Viện lượng Nguyên tử Việt Nam - VAEI, Bệnh viện Newcasles-Australia Cơ Quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế - IAEA từ năm 2000 (năm 2010) cho thấy độ lệch sai số suất liều hệ thống máy gia tốc xạ trị bệnh viện K Trung ương giá trị vượt 3% (sai số cho phép ± 5%) Suất liều máy trì ổn định Ở đây, sai số nằm khoảng ± 0,6% – 2,43% Một điều đáng khích lệ Từ kết thơng báo, chúng tơi hồn tồn n tâm với cơng việc cơng tác phục vụ điều trị người bệnh Hy vọng sở xạ trị khác nước triển khai cách thường xuyên công tác đo, chuẩn liều vật lý theo phương pháp so sánh từ xa khuôn khổ quốc gia quốc tế Sự kiểm soát liều lượng xạ trị nói chung mối quan tâm sâu sắc cán chuyên môn nhà quản lý việc thực nghiêm túc quy trình kỹ thuật “Đảm bảo chuẩn chất lượng xạ trị”, QA-QC mà xây dựng thành chương trình quốc gia Trong đo, chuẩn liều lâm sàng, mẫu TLD hợp chất LiF cho kết đáng tin cậy, phải nhập ngoại Nếu sở nước sản xuất loại vật liệu với đặc tính tương đương triển khai áp dụng rộng rãi cho sở xạ trị toàn quốc KẾT LUẬN Liều lượng vật lý máy phát tia Bệnh viện K Trung ương đo chuẩn thương xuyên với độ sai số đạt tiêu chuẩn quốc gia quốc tế (≤ ± 2%) Hệ thống máy phát tia nói chung, máy gia tốc xạ trị nói riêng tu, bảo dưỡng định kỳ, quy trình kỹ thuật yếu tố quan trọng để đảm bảo ổn định suất liều thiết bị Điều 13 Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 góp phần tích cực vào thành công nâng cao chất lượng xạ trị ung thư Từ thực tế cơng việc, trình độ chun mơn nghiệp vụ đội ngũ kỹ sư vật lý Bệnh viện K ngày nâng cao.g TÀI LIỆU THAM KHẢO An International Code of Practice, Second Edition-IAEA, VIENNA, 1997: Absorbed Dose Determination in Photon and Electron beams; Tr: 42-43 Medical Physics Journal- AAPM, December, 2000: Absorbed Dose beam quality conversion facters for cylindrical chambers in high energy photon beams Tr: 2767-2768 Nguyễn Xuân Cử Phương pháp Chuẩn liều so sánh nhiệt huỳnh quang TLD với IAEATài liệu chuyên đề ngày khoa học ViệtPháp Ung thư, Hà nội 16-18/3/1998, Tr: 94-96 Peter Metcalfe, Tomas Kron and Peter Hoban The Phycics of Radiotherapy X-rays from Linear Accelerator Medical Physics Publishing Madision- 1997, Tr: 160-161 Chuyên ñề Ung Bướu 14 Tổng quan Chuyên ñề Ung Bướu Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 15 ... thời gian chuẩn) để đọc so sánh k t K T QUẢ VÀ BÀN LUẬN K t Bảng K t chiếu xạ mẫu LiF Bệnh viện K IAEA 12 Tổng quan Y Học TP Hồ Chí Minh * Tập 14 * Phụ Số * 2010 MV Năng lượng photon Bệnh viện K. .. TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Các máy gia tốc xạ trị Bệnh viện K TƯ đo, chuẩn suất liều định k so sánh k t với Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam - VAEI; với Cơ quan Năng lượng Nguyên Tử Quốc tế - IAEA Hệ. .. triển khai áp dụng rộng rãi cho sở xạ trị toàn quốc K T LUẬN Liều lượng vật lý máy phát tia Bệnh viện K Trung ương đo chuẩn thương xuyên với độ sai số đạt tiêu chuẩn quốc gia quốc tế (≤ ± 2%) Hệ thống