Nghiên cứu quy trình kỹ thuật điều trị xạ trị điều biến liều IMRT Intensity modulated radiation therapy

Nghiên cứu quy trình kỹ thuật điều trị xạ trị điều biến liều IMRT Intensity modulated radiation therapy Nghiên cứu quy trình kỹ thuật điều trị xạ trị điều biến liều IMRT Intensity modulated radiation therapy luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG THỊ HỒNG VÂN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KỸ THUẬT ĐIỀU TRỊ XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN LIỀU IMRT (INTENSITY MODULATED RADIATION THERAPY) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội, năm 2016 LỜI MỞ ĐẦU Xạ trị điều biến cường độ chùm tia (IMRT) cách tiếp cận xạ trị ung thư kỹ thuật lập kế hoạch phân phối liều lượng IMRT kỹ thuật tiên tiến phát triển từ kỹ thuật xạ trị theo ba chiều phù hợp với hình dạng khối u, sử dụng mơ hình chùm tia có cường độ khơng đồng với máy tính hỗ trợ tính tốn tối ưu hóa để đạt phân bố liều cao, từ cải thiện khả kiểm soát khối u làm giảm độc tính cho mơ lành IMRT quy trình có nhiều bước liên quan đến tất thành viên trung tâm xạ trị, để đảm bảo thành cơng nó, bác sĩ xạ trị, kỹ sư vật lý kỹ thuật viên vận hành thiết bị phải hợp tác chặt chẽ suốt tồn quy trình Mục đích luận văn thạc sĩ để cung cấp thông tin, kiến thức tổng quan bước quan trọng quy trình kỹ thuật IMRT Nó xem nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho kỹ sư vật lý trung tâm xạ trị nước quan tâm đến lĩnh vực ABSTRACT Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) represents a fundamentally new approach to the planning and delivery of radiation therapy IMRT is an advanced 3D conformal treatment that uses nonuniform beams intensity patterns with computer-aided optimization to achieve superior dose distribution, which may improve tumor control probablyand reduce normal tissue toxicity It should be thought of as a multistep process involving every member of radiation oncology center, including radiation oncologists, medical physicists as well as radiation therapists to cooperate throughout the entire process to ensure its success The purpose of this master thesis is to provide an overview of the important steps in the IMRT process.It could also be a helpful reference information for medical physicists in radiotherapy centers in the country and for those who are interested in this field MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời mở đầu Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, đồ thị Danh mục bảng 11 CHƢƠNG 1: Mở đầu 12 1.1 Đặt vấn đề 12 1.2 Lịch sử nghiên cứu 1.2.1 Khái niệm chung xạ trị 12 1.2.2 Nghiên cứu lý thuyết 12 1.2.3 Nghiên cứu thực hành BV K Hà Nội 13 1.3 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 14 CHƢƠNG 2: Xạ trị chùm tia (External Beam Radiation Therapy) 2.1 Cơ sở vật lý quy trình lập kế hoạch kỹ thuật chiếu xạ ngồi chùm photon (tia-X) lượng cao 15 2.1.1 Các thông số đặc trưng chùm Photon lượng cao tính tốn phân bố liều hấp thụ mơ thể 15 2.1.2 Các bước quy trình lập kế hoạch xạ trị 23 2.2 Các kỹ thuật lập kế hoạch xạ ngồi theo dịng máy gia tốc tương ứng 26 2.2.1 Kỹ thuật lập kế hoạch 2D 26 2.2.2 Kỹ thuật lập kế hoạch 3D 27 2.2.3Xạ trị chiều, phù hợp với hình dạng khối u(3D-CRT) 28 2.2.4Xạ trị điều biến liều IMRT – Intensity Modulated Radiation Therapy 29 2.2.5 Xạ trị có hướng dẫn ảnh thời gian thực IGRT 30 2.2.6 Xạ trị cắt lớp: Tomotherapy 31 2.2.7Xạ trị quay điều biến theo thể tích VMAT-Volumetric Modulated Arc Therapy 32 2.2.8 Xạ trị đáp ứng sinh học: BioART (Biological Adaptive Radiation Therapy 33 2.2.9 Xạ trị chùm hạt Proton 34 CHƢƠNG 3: Nguyên lý chung xạ trị điều biến liều (IMRT) 37 3.1 Khái niệm chung IMRT 37 3.1.1Khái niệm IMRT 37 3.1.2 Lịch sử phát triển IMRT 38 3.1.3Vai trò IMRT 39 3.1.4Những yêu cầu quan trọng triển khai kỹ thuật IMRT 41 3.2 Lý thuyết IMRT 42 3.2.1 Quy trình lập kế hoạch IMRT lý thuyết điều biến liều 42 3.2.2 Kỹ thuật lập kế hoạch IMRT phát tia với thân máy (gantry) cố định, sử dụng MLC 50 3.2.3 IMRT sử dụng Jaw (IMRT - Jaw Only) 58 3.3Kiểm tra đảm bảo chất lượng kế hoạch lập chất lượng điều trị 63 3.3.1 Quy trình QA-QC chung cho xạ trị 64 3.3.2 Kiểm tra hệ thống máy móc phần mềm sử dụng để lập kế hoạch phân bố liều IMRT 65 3.3.3 Kiểm tra kế hoạch IMRT trước điều trị 73 3.3.4Kiểm tra việc triển khai chiếu xạ theo điều biến liều bệnh nhân 79 CHƢƠNG 4: Kết triển khai ứng dụng kỹ thuật IMRT BV K Hà Nội 82 4.1 Quy trình triển khai ứng dụng lâm sàng bệnh viện K Hà Nội 82 4.2 Quy trình lập kế hoạch xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thư vịm họng 91 4.3 Quy trình lập kế hoạch xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thư hạ họng 96 4.4 Quy trình lập kế hoạch xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt 101 4.5 Đánh giá so sánh hai kỹ thuật IMRT 3D-CRT 105 Kết luận 106 Tài liệu tham khảo 107 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 3D-CRT 3-D Conformal Radiation Therapy Xạ trị chiều, phù hợp với hình dạng khối u 3D-HDR 3D- High Dose Rate ART Adaptive Radiation Therapy BEV Beam Eye View xạ trị áp sát 3D suất liều cao Xạ trị đáp ứng Trường chiếu nhìn từ hướng chùm tia BioART Biological Adaptive Radiation Xạ trị đáp ứng sinh học Therapy CT sim CT simulator Chụp cắt lớp mô CTV Clinical target volume DAO Direct Aperture Optimization Thể tích bia lâm sang Thuật tốn tối ưu hóa trực tiếp độ mở chuẩn trực DICOM Digital Imaging Chuẩn truyền thông tin hình Communication Medicine ảnh y tế DVH Dose – Volume Histogram Đồ thị liều xạ/ thể tích dMLC Dynamic multileaf collimator Xạ trị phát tia quét theo cửa sổ/ phát tia động EPID Electronic Portal Imaging Thiết bị chụp X-quang điện tử Devices EUD Equivalent Uniform Dose GTV Gross Tumor Volume High LET Liều sinh học tương đương Thể tích khối u thơ High linear energy transmission Độ truyền lượng tuyến tính cao ICRP International Commission on Radiological Protection ICRU International Commission on Ủy ban Quốc tế Bảo vệ phóng xạ Ủy ban Quốc tế Bảo vệ Radiation Units and phóng xạ Measurements IGRT Image Guided Radiation Xạ trị có hướng dẫn ảnh Therapy IMAT Intensity Modulated Arc liều lượng Therapy IMPT Proton IMRT IMRT – JO IMRT Jaw only xạ trị theo hình cung, biến Xạ trị Proton điều biến liều Kỹ thuật IMRT sử dụng ngàm chuẩn trực Kỹ thuật viên xạ trị KTV Low LET Low linear energy transmission Độ truyền lượng tuyến tính thấp MU Đơn vị theo dõi liều phóng xạ Monitor Unit Tích đơn vị theo dõi liều MUs thời gian phát tia NTCP Normal Tissue Complication Probably Xác suất biến chứng mô lành xung quanh OAR Organ At Risk Thể tích mơ nguy cấp PDD Percentage Depth Dose PTV Plan target volume Liều sâu phần tram Thể tích bia lập kế hoạch điều trị QA Quality Assurance SAD source of axis distance Kiểm chuẩn chất lượng Khoảng cách từ nguồn đến điểm đồng tâm SSD source to skin distance Khoảng cách từ nguồn đến mặt da bệnh nhân Xạ trị phát tia gián đoạn theo Step-and-shoot nhịp/ phát tia tĩnh TCP tumor control probability TD tumor dose TLD ThermoLuminescence Xác suất kiểm soát khối u Liều vào khối u Đầu đo quang – nhiệt Dosimetry TMR tissue-maximum ratio Tomotherapy TPS Xạ trị cắt lớp Treatment Planning System Hệ thống lập kế hoạch điều trị Ung thư tuyến tiền liệt UT TTL Ung thư vòm họng UTVH VMAT tỷ số mô cực đại Volumetric – Modulated Arc Kỹ thuật xạ trị hình cung, điều biến liều theo thể tích Therapy DANH MỤC HÌNH VẼ - ĐỒ THỊ Hình 2.1: Đường cong PDD số mức lượng MV 17 Hình 2.2: Phân bố liều 2D chùm photon 15MV 18 Hình 2.3: Bản đồ đường đồng liều chùm tia 15MV nước 19 Hình 2.4: Phân bố đường đồng liều nước kết hợp hai chùm tia 19 Hình 2.5 Phân bố đường đồng liều theo mặt phẳng coronal sagittal 20 Hình 2.6: Đồ thị DVH tổng hợp bảng phân tích liều lượng kế hoạch xạ trị ung thư vùng đầu cổ pha 22 Hình 2.7: Sơ đồ dạng chuỗi bước trình điều trị xạ trị 23 Hình 2.8: Hệ thống CT-sim 25 Hình 2.9: Xác định đường bao thể tích bia OAR 25 Hình 2.10: Lược đồ phát triển kỹ thuật xạ ngồi qua thập kỷ 27 Hình 2.11: Một kế hoạch xạ trị kỹ thuật 2D 28 Hình 2.12: Hình ảnh hệ thống gia tốc CT- sim số nhà sản xuất tiếng giới 29 Hình 2.13: Thiết kế MLC hãng Elekta, Siemens Varian 30 Hình 2.14: Trường chiếu CRT trường chiếu IMRT 30 Hình 2.15: Hình ảnh so sánh kỹ thuật lập kế hoạch nghịch đảo với kỹ thuật lập kế hoạch thuận thơng thường 31 Hình 2.16: Một hệ thống xạ trị theo kỹ thuật IGRT 32 Hình 2.17: Hệ thống Tomotherapy 32 Hình 2.18: Hình ảnh xạ trị kỹ thuật VMAT 33 Hình 19: Xạ trị đáp ứng sinh học 35 Hình 2.20: PDD chùm hạt Proton 36 Hình 2.21: Ưu điểm kỹ thuật xạ trị chùm hạt proton 36 Hình 2.22: Máy xạ trị gia tốc chùm hạt Proton 37 Hình 2.23: Tổ hợp gia tốc trung tâm xạ trị hạt nặng Loma Linda 37 Hình 3.1: Các phương pháp xạ trị sử dụng kỹ thuật IMRT 38 Hình 3.2: Các kỹ thuật phát tia IMRT 38 Hình 3.3: So sánh kỹ thuật IMRT với 3D-CRT xạ trị tuyến tiền liệt 41 Hình 3.4: Kỹ thuật IMRT, sử dụng trường chiếu, xạ trị ung thư vòm 42 Hình 3.5: Quy trình lập kế hoạch xạ trị IMRT 44 Hình 3.5: Biểu đồ DVH dùng để thiết lập tiêu chí liều lượng đầu 44 Hình 3.6: Lựa chọn hướng chiếu kích thước trường chiếu theo BEV 45 Hình 3.7: Ví dụ tiêu chí giới hạn DVH 45 Hình 3.8: Bước lựa chọn tiêu chí tối ưu hàm giá trị 46 Hình 3.9: Đồ thị DVH kết kèm theo cột yêu cầu giới hạn liều 47 Hình 3.10: Một trường chiếu nguyên tố 49 Hình 3.11: Chia trường chiếu thành beamlet đồ thơng lượng 49 Hình 3.12: Phân bố liều lý tưởng phân bố liều thực tế 50 Hình 3.13: So sánh hai kỹ thuật: step and shoot dMLC 51 Hình 3.14: Kỹ thuật step-and-shoot 52 Hình 3.15: Các cường độ cực đại cực tiểu cục củabản đồ thơng lượng 53 Hình 3.16: Đồ thị cường độ - vị trí 53 Hình 3.17: Chia cường độ thành mức phân đoạn 54 Hình 3.18: Minh họa chuyển động cặp theo thời gian 55 Hình 3.19: Một phương pháp biến đổi từ thông lượng 1D thành quỹ đạo chuyển động cặp 56 Hình 3.20: Bộ chuẩn trực MLC Jaw only 59 Hình 3.21: Sơ đồ thuật tốn DAO 60 Hình 3.22: hướng chiếu JO-DAO 62 Hình 3.23 Xạ trị ung thư đầu tụy kỹ thuật IMRT MLC JO-DAO 63 Hình 3.24 xạ trị ung thư tuyến tiền liệt IMRT MLC JO-DAO 63 Hình 3.25: Đồ thị DVH so sánh hai kế hoạch IMRT MLC JO-DAO 63 Hình 3.26: Những sai số thường gặp xạ trị 64 Hình 3.27 Sơ đồ cơng việc – trách nhiệm QA nhân viên xạ trị 65 Hình 3.28: Đồ thị độ phẳng tính đối xứng chùm tia 66 Hình 3.29: Hệ thống phantom nước máy quét 67 Hình 3.30: Máy đo liều Daily QA 68 Hình 3.31: Các buồng ion hóa hình trụ buồng ion hóa phẳng 69 Hình 3.32: Máy đo liều buồng ion hóa hình trụ hãng PTW 69 Hình 3.33: Các loại máy đo xạ khu vực dùng detector khí 71 Hình 3.34: Bộ phận EPID 75 Hình 3.35: Liều truyền qua EPID đo 75 Hình 3.36 Máy đo MAP CHECK- 2D dùng để 75 Hình 3.37: Bộ “BodyPhantom” phantom ngực 76 Hình 3.38: Gắn TLD chèn film vào phantom 76 Hình 3.39: Phantom khung chậu tự chế tạo để QA kế hoạch xạ trị TTL 77 Hình 3.40: Phân bố đường đồng liều phantom 77 Hình 3.41: Thiết bị QA có tổ hợp đầu dị 4-D 79 Hình 3.42: Kết QA phantom 4D kế hoạch IMRT 79 Hình 3.43: Phần mềm QA - EPIDose TM dựa EPID 80 Hình 3.44: Các loại đầu đo điốt bán dẫn 81 Hình 4.1: Quy trình bước lập kế hoạch xạ trị theo kỹ thuật IMRT 82 Hình 4.2: Kế hoạch IMRT bác sỹ phê duyệt 84 Hình 4.3: Bố trí thí nghiệm QA kế hoạch duyệt 85 Hình 4.4: Hiệu chỉnh thơng số đo phần mềm QA 85 Hình 4.5: Phát tia trường chiếu góc 0 để đo tổng liều 86 Hình 4.6: Kết đo QA hàng detector 86 Hình 4.7: Kết tổng hợp tất hàng mảng detector 87 Hình 4.8: Kết đo lần sau hiệu chỉnh 87 Hình 4.9: Bản đồ đường đồng liều theo kế hoạch QA đo 87 Hình 4.10: Xác định tâm điều trị theo kế hoạch 88 Hình 4.11: Kiểm tra tránh va chạm phận máy gia tốc 88 4.3 Quy trình lập kế ho ạch xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thƣ quản hạ họng Phác đồ điều trị: Ung Thư quản – hạ họng ung thư xuất phát từ quản hạ họng, giai đoạn sớm khối u khu trú vị trí, đến giai đoạn muộn xâm lấn từ hạ họng xuống quản ngược lại Tùy theo giai đoạn bệnh thể trạng bệnh nhân mà phối hợp phương pháp phẫu thuật, tia xạ, hóa chất Về mặt xạ trị bao gồm: xạ trị hậu phẫu đơn thuần, hóa – xạ trị đồng thời sau phẫu thuật xạ trị triệt từ đầu cho bệnh nhân không mổ Nếu xạ trị giảm đau khơng cần lập kế hoạch IMRT Cố định tƣ BN chụp CT-sim: Đặt bệnh nhân giống tư UTVH cần thẳng cột sống, đánh hạch sờ sẹo mổ (nếu xạ trị hậu phẫu) Xác định thể tích bia OAR: phải thực ảnh CT-sim chụp trước BN điều trị hóa chất GTV = khối u hạch liên quan CTV1 = GTV + 10mm (tránh tủy sống, tuyến mang tai không bên) CTV2 = CTV1 + mô mềm hạch lân cận (tránh tủy sống, tuyến mang tai không bên) CTV3 = hạch vùng chọn lọc có khả bị di thấp PTV1 = CTV1 + 5mm (tránh tủy sống, tuyến mang tai không bên) PTV2 = CTV2 + 3mm (tránh tủy sống, tuyến mang tai không bên) PTV3 = CTV3 + 3mm Các tổ chức OAR bao gồm: tuyến mang tại, tai trong, tai giữa, thực quản, niêm mạc miệng, lưỡi, hàm, tuyến giáp, tủy sống Giới hạn liều cho tổ chức là: Tủy sống: Dmax < 45Gy Tuyến mang tai: Dmean < 26Gy Tai trong: Dmean < 45Gy, Tai giữa: Dmean < 30Gy Đoạn thực quản nằm trường chiếu: Dmean < 60Gy 95 Tuyến giáp: Dmean < 45Gy Cơ hàm: Dmean < 40Gy Chỉ định tổng liều phân liều: - Xạ trị triệt căn: PTV1 = 70Gy, PTV2 = 60Gy, PTV3 = 50 – 54Gy chia cho 30 phân liều - Xạ trị hậu phẫu: PTV1 = 66Gy, PTV2 = 60Gy, PTV3 = 50-54Gy chia cho 30 phân liều Hình 4.21: Xác định thể tích u hạch cổ trường hợp UT hạ họng Thiết lập thơng số chùm tia, tính tốn phân bố liều lƣợng Các bước gần giống với UTVH, vị trí thể tích bia thấp sau nên cần trường c hiếu (UT quản) đến trường chiếu (UT hạ họng ) đủ để bao phủ hết thể tích bia Do mắt không nằm gần trường chiếu ung thư hạ họng – quản nên ta sử dụng kỹ thuật dMLC, giúp cho việc thiết lập thông số chùm tia kỹ sư đơn giản Hình 4.22: góc chiếu UT hạ họng: 80 0, 120 0, 150 0, 180 0, 210 0, 240 0, 280 96 Hình 4.23: Các hình ảnh phân bố liều kế hoạch IMRT cho UT hạ họng Hình 4.24: DVH - IMRT UT hạ họng Kết quả: PTV70 – 98,8% PTV60 – 96,8% Dmax tủy sống: 43,6Gy PTV50 – 95,6% Dmean tuyến mang tai: 21,2Gy 97 Loại UT Số phân Tổng số Thể tích PTV Tủy sống Tuyến mang tai đoạn/ số MUs đạt 95% Max Mean Mean V> trường liều định (Gy) (Gy) (Gy) 26Gy chiếu (%) (%) Vòm 93-113/ 9F 743 - 831 92,9 – 97,6 45,6 24 - 28 17,9 – 25,2 27 - 45 Hạ họng 7F – dMLC 611 - 728 94,9 – 97,5 44,7 22 - 27 17 – 24,5 21 - 42 Thanh quản 5F - dMLC 653 - 719 97 – 99,2 44,5 16 - 25 15 - 22 19 - 35 Bảng 4.1: Thống kê kế hoạch IMRT đầu cổ điều trị BV K- HN So sánh kỹ thuật LKH xạ trị UT quản theo 3D-CRT IMRT: a b Hình 4.25: Phân bố liều kế hoạch 3D-CRT (a) IMRT (b) Hình 4.26: So sánh DVH 98 Các đường nét đứt đồ thị DVH hình 4.26 kế hoạch 3D-CRT, đường nét liền kế hoạch IMRT Phân tích đồ thị DVH ta có: - Liều cực đại vào PTV60, PTV70 t ủy sống kế hoạch 3D-CRT 75,41Gy ; 75,67Gy 46,9Gy vượt giới hạn cho phép, với kế hoạch IMRT 73,5Gy ; 73,7Gy 39,6Gy - Liều trung bình vào PTV60, PTV70 tủy sống kế hoạch 3D-CRT 62,5Gy; 71,7Gy 24,5Gy với kế hoạch IMRT 60,8Gy ; 70,1Gy 17,2Gy gần sát với định liều lượng 4.4 Quy trình lập kế hoạch xạ trị IMRT cho bệnh nhân ung thƣ tuyến tiền liệt Phác đồ điều trị: ung thư tuyến tiền liệt phân loại theo nhóm tiên lượng nhóm nguy thấp, nguy trung bình nguy cao Tùy vào giai đoạn bệnh nhóm nguy mà lựa chọn phối hợp phương pháp phẫu thuật, xạ trị ngồi, xạ áp sát, hóa chất Các phương pháp xạ trị bao gồm: xạ trị triệt + điều trị hoocmon xạ trị giảm nhẹ Cố định tƣ BN chụp CT-sim: Đặt bệnh nhân tư nằm ngửa, chân duỗi thẳng kê gối dạng nêm (nếu có), hai tay đặt lên ngực Cố định tư hông hai chân nhựa dẻo chuyên dụng Khi chụp cần có thuốc cản quang để xác định hạch chậu bàng quang Trước chụp CT-Sim, nên cho bệnh nhân tiểu, đại tiện uống 0,5 lít nước sau 15 phút để tái tạo xác thể tích bàng quang trực tràng điều trị hàng ngày Hình 4.27: Cố định tư xạ trị ung thư tuyến tiền liệt 99 Xác định vùng thể tích bia OAR xạ trị triệt UT TTL kỹ thuật IMRT CTV1 = toàn tuyến tiền liệt, túi tinh CTV2 = hạch chậu PTV1 = CTV1 + 5mm (tránh trực tràng) PTV2 = CTV2 + 10mm (tránh trực tràng) Hình 4.28: Xác định CTV1 PTV1 kế hoạch xạ UT TTL Các tổ chức lành liên quan bao gồm: trực tràng, bàng quang, ruột non, cổ xương đùi, hành dương vật Khi vẽ tổ chức phải trừ phần sát với khối u có nguy bị xâm lấn (nằm PTV) để thuận lợi cho việc tính tốn tối ưu theo định giới hạn liều sau: Bàng quang:< 50% thể tích nhận 50Gy < 25% thể tích nhận 60Gy Trực tràng: < 50% thể tích nhận 50Gy Cổ xương đùi: Mean Mean V> Mean V> chiếu liều định 50Gy (Gy) (Gy) 60Gy (Gy) 40Gy IMRT (%) (%) (%) (%) 5F 507 - 668 94,2 - 98 ~44,5 44 - 53 ~30 ~24,5 ~40 ~61 7F 556 - 719 96,5 – 98,2 ~43,4 40 - 49 ~25,7 ~23 ~35,4 ~46,6 Bảng 4.2: Thống kê kế hoạch IMRT - TTL điều trị BVK - HN 101 Hình 4.29: Kế hoạch trường chiếu bao phủ PTV1 PTV2 Hình 4.30: Phân bố liều vào thể tích u hạch chậu Hình 4.31: Kế hoạch trường chiếu bổ sung liều vào PTV1 102 So sánh kỹ thuật IMRT với kỹ thuật 3D-CRT kế hoạch kết điều trị: Hình 4.32: Phân bố liều vào hạch chậu theo kỹ thuật 3D-CRT (trái) có liều cao vào ruột non mông Trong kế hoạch IMRT (phải) có liều cao vào hạch chậu, giảm liều vào ruột non Thống kê cho thấy kế hoạch IMRT trường chiếu giảm liều tới ruột non xạ TTL hạch chậu cách đáng kể so với kế hoạch 3D-CRT trường chiếu Đồng thời giảm liều tới bàng quang thành trực tràng Độc tính đường tiêu hóa (GI) đường niệu-sinh dục (GU) giảm đáng kể (từ 50% với 3D-CRT xuống 11% dùng kỹ thuật xạ trị IMRT) giúp cho việc tăng liều điều trị hóa chất bổ trợ, từ giúp nâng cao chất lượng điều trị Hình 4.33 Kế hoạch IMRT (trái) giảm liều vào trực tràng (màu nâu) bàng quang (màu vàng) bao phủ hết PTV hạch chậu TTL (màu xanh dương) so với kế hoạch 3D-CRT (phải) 103 4.5 Đánh giá, so sánh kỹ thuật IMRT 3D-CRT: Với năm kinh nghiệm lập kế hoạch 3D-CRT sau trình nghiên cứu luận văn đề tài IMRT, rút đánh giá so sánh hai kỹ thuật sau: IMRT 3D-CRT 1.Phân bố liều phù hợp hình thái khối u Ít phù hợp 2.Giảm liều vào OAR Liều vào OAR cao 3.Lập kế hoạch nghịch đảo Lập kế hoạch thuận 4.Tính tốn tích hợp đa phân liều Chỉ phù hợp với tính liều đơn 5.Thơng lượng chùm tia điều biến cao Thông lượng chùm tia đồng 6.Đặt liều lượng vào thể tích bia Đặt liều vào điểm đồng tâm 7.Tăng tổng liều vào PTV liều OAR nhỏ Không tăng tổng liều 8.Liều phân bố PTV đồng Ít đồng liều 9.Giảm liều mạnh biên PTV Chỉ giảm mạnh vị trí che chắn 10.Giảm liều vào mơ lành khơng phải OAR Ít giảm liều mơ lành 11.Cần bắt buộc QA kế hoạch Chỉ QA kế hoạch đặc biệt 12.Yêu cầu cố định BN thời gian dài 7-10‟ Thời gian điều trị ngắn 3-4‟/ca 13.Thời gian lập kế hoạch dài: 3-5 ngày Tốn thời gian hơn: ngày 14.Yêu cầu BS, KS có trình độ, kinh nghiệm Có thể đào tạo BS, KS Để giải thích cho mục so sánh số 14, xin lấy ví dụ, thực tính tốn tích hợp mơ hình đa phân liều kế hoạch, bệnh nhân cần chụp mô lập kế hoạch lần, điều trị đợt dài 30 – 37 phân liều Không cần lần chụp mô lập kế hoạch liều đơn 50Gy, 10Gy 10Gy để đạt liều vào PTV50, PTV60, PTV70 kỹ thuật 3D-CRT, (việc vừa tốn kém, thời gian mà không đánh giá tổng liều thể tích bia OAR) Nhưng việc thực IMRT đa phân liều đòi hỏi trình độ bác sỹ xạ trị phải xác định thể tích PTV60, PTV70 (theo hướng dẫn Quantec hay RTOG) kể mặt lâm sàng thời điểm vẽ, tiên lượng thể tích thu hẹp sau 50Gy Ngoài ra, KS vật lý phải đào tạo bản, có kinh nghiệm trình 104 độ để lập kế hoạch đa phân liều vào PTV phức tạp với giới hạn liều vào OAR khắt khe hơn, đồng thời phải QA kế hoạch cách xác nghiêm ngặt cần đến 30 phút - giờ/1 kế hoạch (trong thời gian này, máy gia tốc phải dừng điều trị bệnh nhân) Từ ưu nhược điểm kể trên, từ thực tế tải bệnh nhân trung tâm xạ trị Việt Nam, ta định điều trị theo kỹ thuật IMRT cách đại trà mà cần có chọn lựa bệnh nhân Xin nêu số kinh nghiệm lựa chọn trường hợp bệnh nhân phù hợp với kỹ thuật IMRT là: - Có thể tích bia hình dạng bất thường, có mặt lõm - Thể tích bia gần cấu trúc quan trọng - Thể tích bia gần với vùng bị chiếu xạ trước - Thể tích bia cần liều cao 70Gy để xạ trị triệt - Bệnh nhận thuộc phác đồ hóa xạ đồng thời, cần bảo vệ tủy sống đến mức tối đa (trong điều kiện cho phép) để tránh tượng thiếu máu kết hợp điều trị hóa chất Ngồi ra, cần phải tính đến nhu cầu, nguyện vọng chữa trị điều kiện kinh tế bệnh nhận cho định dùng kỹ thuật IMRT 105 KẾT LUẬN So với kỹ thuật thường quy 3D-CRT, điều biến liều – IMRT kỹ thuật xạ trị giới tổng kết, đánh giá cơng bố tính hiệu ưu việt đại Để khai thác sử dụng cách an toàn, hiệu kỹ thuật IMRT, đội ngũ cán chuyên môn (BS xạ trị, KS vật lý kỹ thuật viên) phải đào tạo cách thường xuyên cập nhật kiến thức Trong trình nghiên cứu đề tài này, tơi đ ạt nhiều kết có giá trị cho thân như: Hiểu sâu kỹ thuật IMRT: từ khái niệm, ý tưởng điều biến liều lượng đến nguyên lý cách thức thực hệ thống máy móc phần mềm để đạt điều biến Do hiểu quy trình lập kế hoạch IMRT tổng quát tự tin để thực nhiệm vụ kỹ sư vật lý QA – IMRT Ngoài nắm kiến thức lý thuyết bản, q trình nghiên cứu thực hành tơi trở nên dễ hiểu, dễ nhớ học hỏi số kinh nghiệm hay điều trị lâm sàng số bệnh ung thư chủ yếu (ưu/nhược điểm IMRT so với 3D-CRT, loại bệnh phù hợp để định IMRT) kỹ thuật QA – IMRT phù hợp với thiết bị trang bị Sau hai q trình nghiên c ứu này, tơi tự tin làm chủ công nghệ để tiếp nhận chương trình đào tạo chuyển giao cơng nghệ với chun gia nước trung tâm ung bướu BVĐK tỉnh Phú Thọ triển khai kỹ thuật xạ trị IMRT Hy vọng rằng, nội dung luận văn Thạc sỹ ngành xạ trị ung bướu tài liệu tham khảo hữu ích cho đồng nghiệp tơi, cán chuyên môn cho tất những quan tâm 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO Mai Trọng Khoa – Nguyễn Xuân Kử (2011), Một số tiến kỹ thuật xạ trị ung thư ứng dụng lâm sàng Ths Nguyễn Xuân Kử - BV K TW , The first case of NPC applying IMRT Technique ( IMRT-JO ) at K Hospital ThS-KS Nguyễn Xuân Kử, BVK TW (7-2011), Cơ sở vật lý tiến kỹ thuật Xạ trị Ung thư, Nhà xuất Y học Ann Barrett MD, FRCP, FRCR - Professor Emeritus of Oncology,University of East Anglia, NorwichUniversity Hospital NHS Foundation Trust (2008), Practical Radiotherapy Planning th edition, Hodder Arnold, an imprint of Hodder Education, an Hachette UK Company 338 Euston Road, London NW1 3BH Arthur L.Boyer, Ph.D Standford University, Static MLC IMRT (step and shoot), David Shepard, Swedish Cancer Institute-Seattle WA, IMRT Optimization Algorithms IAEA (2003), Proceedings of an International Symposium- Vienna, Standards and codes of Practice in medical radiation dosimetry IAEA-TECDOC-1540 (April 2007), Specification and Acceptance Testing of Radiotherapy Treatment Planning Systems IAEA-TECDOC-1583 ( January 2008), Commissioning of Radiotherapy Treatment Planning Systems: Testing for Typical External Beam Treatment Techniques 10 IAEA-TECDOC-1588 ( May 2008), Transition from 2-D Radiotherapy to 3-D Conformal and Intensity Modulated Radiotherapy 11 International atomic energy agency (VIENNA, 2004) technical reports series No 430, Commissioning and quality assurance of computerized planning systems for radiation treatment of cancer 107 12 International atomic energy agency (VIENNA, 2005) ,Radiation oncology physics: a handbook for teachers and students, STI/PUB/1196 13 Irina Fotina MSc – Department of Radiotherapy, Medical University Vienna Austria, New approach to IMRT optimization: clinical experience with “Monaco” (CMS software/Elekta) 14 J W H Leer – University Hospital Leiden The Netherlands, A project of the ESTRO Quality Assurance Committee sponsored by „Europe against Cancer‟ (2006), Practical guidelines for the implementation of a quality system in radiotherapy, Recommentdations for a quality assurance progamme in external radiotherapy, ESTROMounierlaan 83/12 – 1200 Brussels (Belgium) 15 J.L Meyer San Francisco, Calif., W Hinkelbein Berlin, Frontiers of Radiation Therapy and Oncology Vol 40, IMRT, IGRT, SBRT – Advances in the Treatment Planning and Delivery of Radiotherapy 16 Jan Van Dam Emeritus, Division of Radiation Physics - Department of Radiotherapy University Hospital Gasthuisberg, Leuven, Belgium (2010), Methods for In vivo dosimetry in external radiotherapy, ESTROMounierlaan 83/12 – 1200 Brussels (Belgium) 17 Justus Adamson PhD, ICPT School on Medical Physics for Radiation Therapy, Intensity Modulated Radiation Therapy: Delivery Types, 18 LR Albu, dr elgort, C Bos - WO Patent App (2012), An Image Gguided Radiation Therapy system comprises a radiation source, PCT/IB2012/053,921, 19 M A Earl,a_ M K N Afghan, C X Yu, Z Jiang, and D M ShepardUniversity of Maryland School of Medicine, Department of Radiation Oncology (November 2006), Jaws-only IMRT using direct aperture optimization 20 Steve Webb -Professor of Radiological PhysicsHead, Joint Department of Physics, Institute of Cancer Research and Royal Marsden NHS Trust, Sutton, Surrey, UK (2001)Intensity-modulated radiation therapy, IOP Publishing Ltd 108 21 Steve Webb -Professor of Radiological PhysicsHead, Joint Department of Physics, Institute of Cancer Research University of London UK (June 2004)Contemporary IMRTDeveloping Physics and Clinical Implementation, IOP Publishing Ltd 22 SteveWebb - Professor of Radiological Physics, He ad, Joint Department of Physics (4 January 2002), Intensity-modulated radiation therapy using onlyjaws and a mask, IOP Publishing Ltd Printed in the UK 23 Thomas Bortfeld · Rupert Schmidt-Ullrich · Wilfried De Neve · David E Wazer (Eds.), Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2006), Image-Guided IMRT, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006, Printed in Germany 24 Thomas Rockwell Mackie- Professor of University of Wisconsin, Overview of IMRT- Definitions and Basic Concepts, Madison WI 53706 25 W Schlegel , T Bortfeld , A.- L Grosu (Eds.), New Technologies in Radiation Oncology 26 Yin Zhang and Michael Merritt (July, 2004) Fluence Map Optimization in IMRT Cancer Treament Planning and A Geometric Approach, NSF Grants DMS-0405831 and DMS-0442065 109 ... giản 3D-CRT, kỹ sư vật lý nước ta không đào tạo IMRT cách Là kỹ sư vật lý xạ trị có kinh nghiệm năm kỹ thuật 3D-CRT, tơi làm luận văn nghiên cứu quy trình kỹ thuật xạ trị điều biến liều IMRT với... VỀ IMRT 3.1 Khái niệm IMRT( Intensity Modulated Radiation Therapy) : 3.1.1 Khái niệm chung: IMRT kỹ thuật xạ trị điều biến liều lượng theo hình thái khối u, sử dụng phổ biến lâm sàng Kỹ thuật IMRT. ..LỜI MỞ ĐẦU Xạ trị điều biến cường độ chùm tia (IMRT) cách tiếp cận xạ trị ung thư kỹ thuật lập kế hoạch phân phối liều lượng IMRT kỹ thuật tiên tiến phát triển từ kỹ thuật xạ trị theo ba chiều