Đánh giá sự khác biệt về phân bố liều khi sử dụng thuật toán tính liều AAA và acuros XB trên phần mềm eclipse so với đo đạc trong vùng có mật độ không đồng nhất trên máy truebeam STX

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ SỰ KHÁC BIỆT VỀ PHÂN BỐ LIỀU KHI SỬ DỤNG THUẬT TỐN TÍNH LIỀU AAA VÀ ACUROS XB TRÊN PHẦN MỀM ECLIPSE SO VỚI ĐO ĐẠC TRONG VÙNG CÓ MẬT ĐỘ KHÔNG ĐỒNG NHẤT TRÊN MÁY TRUEBEAM STX TẠI BỆNH VIỆN 108 NGUYỄN THỊ VÂN ANH CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS PHẠM QUANG TRUNG TS NGUYỄN VĂN THÁI Hà Nội, 11/2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THỊ VÂN ANH ĐÁNH GIÁ SỰ KHÁC BIỆT VỀ PHÂN BỐ LIỀU KHI SỬ DỤNG THUẬT TỐN TÍNH LIỀU AAA VÀ ACUROS XB TRÊN PHẦN MỀM ECLIPSE SO VỚI ĐO ĐẠC TRONG VÙNG CĨ MẬT ĐỘ KHƠNG ĐỒNG NHẤT TRÊN MÁY TRUEBEAM STX TẠI BỆNH VIỆN 108 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM QUANG TRUNG TS NGUYỄN VĂN THÁI HÀ NỘI, 11/2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ SỰ KHÁC BIỆT VỀ PHÂN BỐ LIỀU KHI SỬ DỤNG THUẬT TỐN TÍNH LIỀU AAA VÀ ACUROS XB TRÊN PHẦN MỀM ECLIPSE SO VỚI ĐO ĐẠC TRONG VÙNG CĨ MẬT ĐỘ KHƠNG ĐỒNG NHẤT TRÊN MÁY TRUEBEAM STX TẠI BỆNH VIỆN 108 NGUYỄN THỊ VÂN ANH Vicarter712@gmail.com Chuyên ngành Kỹ thuật Hạt nhân Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Quang Trung TS Nguyễn Văn Thái Viện chuyên ngành: Viện Vật Lý Kỹ thuật HÀ NỘI, 11/2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Thị Vân Anh Đề tài luận văn: Đánh giá khác biệt phân bố liều sử dụng thuật tốn tính liều AAA Acuros XB phần mềm Eclipse so với đo đạc vùng có mật độ không đồng máy Treabeam Stx bệnh viện 108 Chuyên ngành: Kỹ thuật hạt nhân Mã số SV: CB170112 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 14 tháng 11 năm 2019 với nội dung sau: Bổ sung tóm tắt luận văn Chỉnh sửa, bổ sung, đánh số đề mục, hình ảnh, bảng biểu cơng thức phù hợp với nội dung luận văn Chỉnh sửa nội dung chương cho phù hợp với nhiệm vụ nội dung luận văn Chỉnh sửa lỗi tả hiệu chỉnh tài liệu tham khảo Ngày 25 tháng 11 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần ngày 11/11/2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Phạm Quang Trung TS Nguyễn Văn Thái Các thầy tư vấn, tận tình bảo, hướng dẫn tạo điều kiện cho suốt thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến KS Hoàng Hữu Thái giúp đỡ tơi q trình thu thập xếp số liệu Tơi xin gửi lời cảm ơn tới tồn thể giảng viên, cán công nhân viên Bộ môn Kỹ thuật Hạt Nhân & Viện Vật lý kỹ thuật tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức đại cương chuyên ngành suốt trình học tập TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Trên giới có nhiều tác giả tập trung so sánh khác biệt ưu, nhược điểm thuật tốn tính liều khác thực trung tâm xạ trị Về bản, nghiên cứu rằng, thuật toán có khả hiệu chỉnh khơng đồng thể bệnh nhân mang lại độ xác cao Để đánh giá độ xác thuật toán (cụ thể thuật toán AAA AXB) vùng có mật độ khơng đồng hệ thống máy TrueBeam STx Bệnh viện TƯQĐ 108, thực nghiên cứu hệ phantom thiết kế tương đương vùng ngực bệnh nhân Nghiên cứu thực so sánh phân bố liều theo độ sâu thu từ tính toán thuật toán AAA AXB hệ thống lập kế hoạch Eclipse 13.6 hãng Varian với phân bố liều thu từ đo đạc hệ phantom (không đồng nhất) trục trung tâm cạnh trường chiếu Đo đạc thực hệ thống máy TrueBeam Stx Khoa Xạ trị - Xạ phẫu, Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 với mức lượng photon MV, MV, 10 MV, 15 MV, MV FFF, 10 MV FFF với trường chiếu 2x2 cm2, 4x4 cm2, 6x6 cm2, 8x8 cm2, 10x10 cm2 Kết nghiên cứu cho thấy, trung tâm trường chiếu, AXB đánh giá thấp liều vùng có mật độ thấp so với đo đạc, nhỏ 20% AAA đánh giá cao liều vùng này, lên tới 60%, đặc biệt với trường chiếu nhỏ lượng cao Thuật toán AXB cho kết phân bố liều theo độ sâu thấp thực tế gần với giá trị đo đạc thuật tốn AAA Do đó, với trường hợp bệnh nhân tích điều trị nhỏ, khoảng từ 2-4 cm, nằm vùng có thay đổi mật độ lớn vùng ngực, xoang… bắt buộc áp dụng thuật tốn tính liều AXB để mang lại kết tính tốn xác điều cần thiết Đối với khối u có kích thước lớn nằm vùng có mật độ thấp, cần sử dụng trường chiếu lớn nên sử dụng thuật tốn AXB để tính tốn q trình lập kế hoạch điều trị Hà Nội, ngày…tháng…năm 2019 Học viên Nguyễn Thị Vân Anh MỤC LỤC Chương Tổng quan 13 1.1 Xạ trị ung thư hệ thống lập kế hoạch xạ trị 13 1.1.1 Xạ trị ung thư 13 1.1.1.1 Máy gia tốc tuyến tính 16 1.1.1.2 Các kỹ thuật xạ trị 18 1.1.2 Hệ thống lập kế hoạch xạ trị 20 1.2 Cơ sở vật lý tính tốn liều lượng 22 1.2.1 Quá trình tương tác xạ thể 22 1.2.2 Tương tác chùm tia photon 23 1.2.3 Tương tác hạt tích điện 25 1.2.4 Trạng thái cân hạt tích điện 26 1.2.5 Ảnh hưởng mật độ mô nguyên tử khối 28 1.2.5.1 Ảnh hưởng mật độ 28 1.2.5.2 Ảnh hưởng số hiệu nguyên tử 28 1.3 Thuật tốn tính liều 29 1.3.1 Quá trình phát triển thuật tốn tính liều 29 1.3.1.1 Độ xác thuật tốn tính liều 30 1.3.1.2 Tốc độ tính tốn 31 1.3.2 Phân loại thuật tốn tính liều 32 1.3.2.1 Các thuật toán dựa hệ số hiệu chỉnh 33 1.3.2.2 Các thuật toán dựa mơ hình 34 1.3.2.3 Phương pháp mô Monte Carlo 39 1.4 Hiệu chỉnh yếu tố không đồng thể bệnh nhân 40 1.4.1 Sự không đồng thể bệnh nhân 40 1.4.2 Hiệu chỉnh không đồng 42 1.4.3 Các phương pháp hiệu chỉnh không đồng 42 Loại 1: Mất lượng chỗ (Không tính đến vận chuyển electron), mẫu mật độ 1D 44 Loại : Mất lượng chỗ (Khơng tính đến vận chuyển electron) ; Mẫu mật độ 3D 44 Loại : Khơng lượng chỗ (Tính đến vận chuyển electron) ; Mẫu mật độ 1D 45 Chương Đánh giá thuật tốn tính liều hệ thống lập kế hoạch xạ trị 49 2.1 Phương pháp đánh giá thuật tốn tính liều 49 2.2 Thuật toán AAA 51 2.3 Thuật toán AXB 54 2.4 Đo đạc thực nghiệm hệ thống máy TrueBeam STx 56 2.4.1 Hệ thống TrueBeam STx 56 2.4.2 Hệ đo thực nghiệm 58 Chương Kết thực nghiệm đo liều tính tốn với thuật tốn AAA Acuros XB hệ phantom không đồng 62 3.1 Kết đo đạc máy gia tốc TrueBeam STx 62 3.2 Kết tính tốn liều sâu phần trăm mơi trường khơng đồng phần mềm Eclipse 64 3.2.1 Trường chiếu x cm2 66 3.2.2 Trường chiếu x cm2 70 3.2.3 Trường chiếu x cm2 72 3.2.4 Trường chiếu x cm2 74 3.2.5 Trường chiếu 10 x 10 cm2 76 3.3 So sánh phân bố liều biên trường chiếu 77 3.3.1 Trường chiếu x cm2 77 3.3.2 Trường chiếu x cm2 79 3.3.3 Trường chiếu x cm2 81 3.3.4 Trường chiếu x cm2 82 3.3.5 Trường chiếu 10 x 10 cm2 86 3.4 Thảo luận 87 Tài liệu tham khảo 92 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, THUẬT NGỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt AAA Tiếng Anh Tiếng Việt Anisotropic Analytical Thuật toán phân tích bất Algorithm đẳng hướng AXB Acuros XB Thuật tốn AXB BPL Batho Power Law Định luật Batho BTE CBCT CCC CT CT-SIM CTV 10 CPE 11 CS Boltzmann Transport Equation Boltzman Cone Beam Computed Tomography Collapsed Cone Convolution Computed Tomography Computed Tomography – Simulation DICOM Chụp cắt lớp hình nón Kỹ thuật chập nón đổ Chụp cắt lớp vi tính Chụp cắt lớp vi tính mơ Clinical Target Volume Charged-Particle Equilibrium Thể tích bia lâm sàng Trạng thái cân hạt tích điện Convolution Supersition Digital Imaging and 12 Phương trình vận chuyển Communications in Medicine 13 DVH Dose Volume Histogram 14 DSAR Different Scatter Ratio 15 dTAR Different Tissue Air Ratio 16 DVOL Delta Volume 17 EPL Equivelent Path Length Tích chập chồng chất Tiêu chuẩn ảnh số truyền thông y tế Giản đồ liều khối Tỷ số tán xạ vi phân Tỷ số mơ khơng khí vi phân Thể tích Delta Độ dài đường dẫn tương đương Equivelent Tissue air Tỷ số mơ khơng khí tương 18 ETAR 19 FF Flattening Filter 20 FFF Flattening Filter Free Khơng có lọc phẳng 21 FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh 22 GTV Gross Tumor Volume Thể tích khối u thơ 23 ICRU 24 ICF 25 IMRT 26 IGRT 27 KERMA 28 LINAC 29 LBT 30 LBTE 31 MC Monte Carlo 32 MLC Multileaf Collimator MLC Multileaf Colimator High HD Definition 33 Ratio đương International Comission on Radiation Unit Tấm lọc phẳng Ủy ban quốc tế đơn vị đo lường phóng xạ Inhomogeneity Correction Hệ số hiệu chỉnh không Factors đồng Intensity Modulated Radiation Therapy Image-Guided Radiation Therapy Xạ trị điều biến liều Kỹ thuật xạ trị hướng dẫn hình ảnh Kinetic Energy Released per unit Mass Động giải phóng đơn vị khối lượng Linear Accelerator Máy gia tốc thẳng Linear Boltzmann Vận chuyển Boltzman Transport tuyến tính Linear Boltzmann Phương trình vận chuyển Transport Equation Boltzman tuyến tính Mơ Monte Carlo Magnetic Resonance Hệ chuẩn trực đa Hệ chuẩn trực đa có độ 34 MRI 35 MU Monitor Unit Đơn vị liều giám sát 36 OAR Organ At Risk Cơ quan nguy cấp Imaging Ảnh cộng hưởng từ Bảng 3-13 : So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟔 𝑴𝑽(%) lượng 𝟏𝟓 𝑴𝑽 (%) Độ sâu (cm) 1,0 Đo Đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB +1,447 +0,004 +0,02 +2,516 +0,13 -0,04 3,0 +0,762 -0,07 -0,04 +2,419 -0,05 -0,07 4,5 +1,630 +0,27 +0,47 +3,211 -0,13 -0,47 7,5 -0,091 +0,32 +0,30 +1,173 -0,38 +0,77 11 +0,320 +0,21 -0,12 +1,594 -0,54 +0,06 3.3.2 Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Với kích thước trường chiếu x 𝑐𝑚9 : Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 10 MV - Trường chiếu 4 cm x 4 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 Measure Central Axis Measure Off-Axis 40 20 0 10 -20 Độ sâu (cm) a) Năng lượng 10 MV 79 12 14 Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 10 MV FFF - Trường chiếu 4 cm x 4 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 Measure Central Axis 40 Measure Off-Axis 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) b) Năng lượng 10 MV FFF Hình 3-8: PDD trục trung tâm biên trường chiếu4 x cm2 Khi lượng tăng lên, độ lệch trục trung tâm biên trường chiếu thể PDDo;pqPR; PDDklm vùng không đồng với giá trị 2,54 % 2,73 % độ sâu 4,5 cm với lượng 10 MV PDDkkk cho kết thay đổi không đáng kể so với vùng đồng nhất, 0,326 % Năng lượng FFF cho độ lệch biên trục trung tâm gần tương đương với mức lượng khác Bảng 3-14: So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu 4x cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽(%) lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽 FFF (%) Độ sâu (cm) 1,0 Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB +0,83 +0,135 -0,137 +2,158 -0,388 -0,185 3,0 +1,17 +0,014 +0,358 +2,201 +0,162 +0,183 4,5 +2,54 +0,326 +2,73 +3,245 +0,34 +1,08 7,5 +1,80 +1,09 +0,19 +4,15 +2,130 +0,114 +3,58 -0,96 +0,92 +1,501 -0,188 +0,96 11 80 3.3.3 Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 6 MV - Trường chiếu 6 cm x 6 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 Measure Central Axis Measure Off-Axis 40 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) a) Năng lượng MV Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 10 MV - Trường chiếu 6 cm x 6 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 Measure Central Axis 40 Measure Off-Axis 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) b) Năng lượng 10 MV Hình 3-9: PDD trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 Trong biểu đồ 8, với lượng MV , kích thước trường chiếu tăng lên x 6 𝑐𝑚𝟐 , thấy khác biệt giữa PDDo;pqPR; vị trí : trục trung tâm cạnh trường chiếu với độ lệch độ sâu 4,5 cm ; 7,5 cm ; 11 cm 3,03 % ; 4,21 % ; 0,92 % PDDklm phản ánh khác biệt với độ lệch vị trí : 3,81 % ; 8,60 % ; 0,84 % Tuy nhiên 81 PDDkkk có độ lệch thấp gần không đổi trục trung tâm cạnh trường chiếu với độ lệch : 0,99 % ; 0,69 % ; 0,39 % Khi lượng tăng lên, độ lệch trục trung tâm biên trường chiếu tăng nhẹ với đo đạc giảm AAA tăng nhẹ AXB Có thể thấy, AXB cho kết xác Bảng 3-15: So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟔 𝑴𝑽(%) lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽 (%) Độ sâu (cm) 1,0 Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB +0,88 -0,17 -0,14 +0,91 -0,66 -0,99 3,0 +0,92 +0,61 +0,31 +1,48 +0,24 0,39 4,5 +3,03 +0,99 +3,81 +3,65 +0,64 +4,53 7,5 +4,21 +0,92 +0,69 +8,60 +0,32 +8,99 +0,39 +0,84 +5,41 +2,30 +0,02 +1,26 11 3.3.4 Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Với kích thước trường chiếu x 𝑐𝑚9 : Sự khác biệt PDDo;pqPR; trục trung tâm cạnh trường chiếu trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 tăng lên đáng kể so với trường chiếu nhỏ Với lượng MV, độ lệch vị trí độ sâu 4,5 cm ; 7,5 cm ; 11 cm : 3,4 % ; 6,4 % ; 1,37 % PDDklm phản ánh sai khác với độ lệch : 4,88 % ; 10,11% ; 1,36 % Trong PDDkkk cho kết xấp xỉ với độ lệch : 1,15 % ; 0,79 % ; 0,02 % Khi lượng tăng lên, sai khác vị trí tăng nhẹ, nhiên không đáng kể 82 Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 6 MV - Trường chiếu 8 cm x 8 120 AAA Central Axis AAA Off-Axis Liều tương đối (%) 100 AXB Central Axis AXB Off-Axis 80 Measure Central Axis Measure OffAxis 60 40 20 0 10 Độ sâu (cm) 12 14 a) Năng lượng MV Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 6 MV FFF - Trường chiếu 8 cm x 8 cm 120 AAA Central Axis AAA Off-Axis 100 Liều tương đối (%) AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis Measure Central Axis 60 Measure Off-Axis 40 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) b) Năng lượng MV FFF Hình 3-10: PDD trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 So với lượng MV, sai khác PDDo;pqPR; vị trí lượng MV FFF lớn thể tồn độ sâu tính từ bề mặt phantom (hình 3-10) Tuy nhiên PDDkkk sai khác PDDklm thể khác biệt vùng phantom có chứa khí 83 Bảng 3-16: So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟔 𝑴𝑽(%) lượng 𝟔 𝑭𝑭𝑭 𝑴𝑽 (%) Độ sâu (cm) Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB 1,0 +1,175 +0,32 -0,34 +5,636 -0,03 -0,04 3,0 +1,383 +0,25 +0,56 +5,344 +0,61 +0,30 4,5 +3,374 +1,20 +5,02 +5,968 +0,97 +3,44 7,5 +6,388 +0,84 +10,21 7,315 +0,37 +7,73 11 +1,369 +0,13 +1,40 +3,873 -0,33 +0,33 Với lượng cao (15 MV) (bảng 3-11), PDDklm tiệm cận với PDDo;pqPR; với lượng thấp (6 MV) Tuy nhiên, sai lệch vị trí trục trung tâm cạnh chùm tia tăng lên : PDDo;pqPR; : 2,8 % ; 7,53 % ; 3,18 % / PDDklm : 6,03 % ; 11,38 % ; 5,66 % PDDkkk cho kết độ lệch gần không đổi với độ lệch : 0,8 % ; 0,4 % ; 0,46% Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 10 MV - Trường chiếu 6 Trường chiếu 8 cm x 6 cm x 8 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 Measure Central Axis Measure Off-Axis 40 20 0 10 -20 Độ sâu (cm) a) Năng lượng 10 MV 84 12 14 Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 15 MV - Trường chiếu 8 cm x 8 cm 120 AAA Central Axis Liều tương đối (%) 100 AAA Off-Axis 80 AXB Central Axis 60 AXB Off-Axis 40 Measure Central Axis 20 Measure Off-Axis 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) b) Năng lượng 15 MV Hình 3-11: PDD trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 Tại mức lượng, PDDklm cho kết tương ứng với sai khác PDDo;pqPR; có thay đổi vị trí trục trung tâm cạnh chùm tia so với PDDkkk Bảng 3-17: : So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu x cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu x 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽(%) lượng 𝟏𝟓 𝑴𝑽 (%) Độ sâu (cm) Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB 1,0 +0,84 -1,27 +0,07 +0,21 -0,93 -0,68 3,0 +1,63 +0,603 +0,128 +0,38 +0,23 +0,09 4,5 +3,88 +0,97 +4,66 +2,79 +0,75 +6,03 7,5 +7,75 +0,54 +9,39 +7,53 +0,40 +11,38 11 +3,02 +0,33 +3,71 +3,18 +0,45 +5,65 85 3.3.5 Trường chiếu 10 x 10 𝒄𝒎𝟐 Với trường chiếu lớn 10 x 10 𝑐𝑚𝟐 , khác biệt PDDo;pqPR; vị trí tiếp tục tăng lên với lượng cao (hình 3-12), PDDklm trở nên tiệm cận với PDDo;pqPR; Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 6 MV - Trường chiếu 10 cm x 10cm 120 AAA Central Axis AAA Off Axis Liều tương đương (%) 100 AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis 60 MEASURE Central Axis 40 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) a) Năng lượng MV Phân bố liều theo độ sâu Năng lượng 10 MV - Trường chiếu 10 cm x 10 cm 120 AAA Central Axis AAA Off-Axis 100 Liều tương đối (%) AXB Central Axis 80 AXB Off-Axis Measure Central Axis 60 Measure Off-Axis 40 20 0 10 12 14 -20 Độ sâu (cm) b) Năng lượng 10 MV Hình 3-12: PDD trục trung tâm biên trường chiếu 10 x 10 cm2 86 Sự trùng khớp lượng có khơng có lọc phẳng tương tự với trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 Bảng 3-18: So sánh Trục trung tâm biên trường chiếu 10 x 10 cm2 So sánh Trục trung tâm (Axis) biên trường chiếu (Off-Axis) Trường chiếu 10 x 10 𝒄𝒎𝟐 Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với Độ lệch PDD với lượng 𝟔 𝑴𝑽(%) lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽 (%) lượng 𝟏𝟎 𝑴𝑽 𝑭𝑭𝑭 (%) Độ sâu (cm) Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB Đo đạc AAA AXB 1,0 +1,12 -0,24 -1,16 +0,45 +1,02 -0,78 +14,34 +0,32 -0,62 3,0 +1,52 +2,04 +1,19 +1,39 +0,43 +0,01 +15,08 +0,47 -0,09 4,5 +3,66 +3,45 +6,05 +3,83 +0,86 5,53 +14,38 +0,51 +2,52 7,5 +7,39 +2,67 +11,47 +9,11 +0,26 +11,68 +13,68 -0,48 +5,63 11 +1,63 +0,91 +2,71 +3,27 -0,22 +4,50 +11,42 -1,44 +0,93 3.4 Thảo luận Trong đo đạc thực tế, với trường chiếu nhỏ, giảm liều vùng không đồng tỷ lệ thuận với lượng chùm tia, lượng cao, giảm liều lớn Tương tác xạ bị ảnh hưởng từ vùng có mật độ cao (nước) sang vùng có mật độ thấp (khí), làm sụt liều khu vực này, đồng thời làm tăng liều vùng liền kề có mật độ cao (xương) Tại độ sâu cm phantom rắn, với trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 , lượng MV, PDD giảm 31,64 % liều tối đa xuống đến độ sâu 7,5 cm khơng khí với lượng 15 MV, PDD giảm đạt 27,9 % Việc giảm liều hấp thụ vùng phổi rõ rệt với trường chiếu nhỏ quãng chạy điện tử vùng có mật độ thấp lớn bán kính trường chiếu, dẫn đến điện tử vận chuyển bên trường khơng đóng góp vào liều hấp thụ khu vực khảo sát Năng lượng cao, quãng chạy hạt điện tử lớn, mức độ đóng góp vào liều hấp thụ giảm Đối với tính tốn hệ thống lập kế hoạch, thuật toán AXB phản ánh giảm liều với kết 11,56 % 7,5 cm với lượng MV 16,9 % với lượng 15 MV, gần với giá trị đo đạc Từ thấy, với 87 lượng cao, thuật toán AXB cho kết xác Thuật tốn AAA cho kết 76,15 % 7,5 cm với lượng MV 86,17 % với lượng 15 MV, cao nhiều so với thực tế Kết không phản ánh giảm liều rõ rệt vùng có mật độ thấp mà với lượng cao, cịn có tăng nhẹ so PDD đo đạc Kết luận với thuật toán AAA tương tự với nghiên cứu Don Robinson cộng vào năm 2008 thiết kế hình 3-13 [18] Hình 3-13: Thiết kế phantom nghiên cứu Don [18] a) Trường chiều từ xuống, b) Trường chiếu bên Rõ ràng, có can thiệp phương pháp hiệu chỉnh khơng đồng nhất, thuật tốn AAA khơng trực tiếp mơ hình hố q trình vận chuyển điện tử thứ cấp AXB mà thông qua phương pháp chia tỷ lệ tính gần nên kết chưa phản ánh xác phân bố liều thực tế vùng Tại trục trung tâm trường chiếu lớn, theo đo đạc, mức độ giảm liều vùng có mật độ thấp tỷ lệ nghịch với lượng, nghĩa lượng cao, giảm liều Mức độ giảm liều tỷ lệ thuận với trường chiếu, trường chiếu nhỏ, giảm liều vùng rõ rệt Cụ thể, với trường 10 x 10 𝑐𝑚𝟐 , lượng MV có PDD độ sâu 7,5 cm 66,74 % liều tối đa, 15 MV 88 72,14 % Với trường x 𝑐𝑚𝟐 , lượng MV 63,18 % lượng 15 MV 65,32 % Tại biên trường chiếu lớn, mức độ giảm liều rõ rệt so với vị trí trục trung tâm, nhiên không thay đổi đáng kể với thay đổi lượng trường chiếu Cụ thể, PDD độ sâu 7,5 cm với trường chiếu 10 x 10 𝑐𝑚𝟐 , và lượng MV, 59,34 %, lượng 15 MV 63,07 % Với trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 , lượng MV 56,79 % lượng 15 MV 57,79 % Do cạnh chùm tia, đóng góp thành phần sơ cấp thứ cấp bị giảm nằm gần vùng bán rạ, dẫn đến giảm liều bị ảnh hưởng thay đổi lượng trường chiếu Trong phân bố liều thu từ hệ thống lập kế hoạch, thuật toán AXB cho kết phù hợp so với kết đo đạc thực tế đáp ứng với thay đổi liều mật độ môi trường thay đổi Cụ thể, với trường chiếu 10 x 10 𝑐𝑚𝟐 , PDD độ sâu 7,5 cm 48,85 % với lượng MV 57,86 % với lượng 15 MV Với trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 , PDD độ sâu 7,5 cm 45,23 % với lượng MV 53,95 % với lượng 15 MV Thuật toán AAA cho kết giảm nhe, khác biệt không đáng kể vùng, với trường chiếu 10 x 10 𝑐𝑚𝟐 , PDD độ sâu 7,5 cm 80,73 % với lượng MV 89,11 % với lượng 15 MV Với trường chiếu x 𝑐𝑚𝟐 , PDD độ sâu 7,5 cm 79,89 % với lượng MV 89,5 % với lượng 15 MV Kết cho thấy, vùng ngồi khoang khí, vị trí nằm phantom rắn, PDD tính tốn với thuật toán cho kết tốt, tương đương với sai số nằm ngưỡng chấp nhận được, thấp 5% Ở trung tâm khoang khí, liều tính với thuật tốn trục trung tâm độ sâu 7,5 cm có độ lệch so với đo đạc AAA cao 44,51% AXB thấp 20,1% Từ cho thấy, AXB cho kết có độ xác cao hiệu chỉnh độ không đồng nhờ mô vận chuyển hạt điện tử vật chất [13] AAA đánh giá thấp liều so với thực tế vùng có mật độ cao (phantom rắn tương đương nước) đánh giá cao liều so với thực tế, vào vùng có mật độ thấp (khơng khí) Tuy nhiên, khoảng 89 cách xa vùng không đồng nhất, AAA cho kết tương đương với AXB nằm giới hạn chấp nhận Kết nghiên cứu tương tự với kết Y L Woon cộng đưa vào năm 2015 [19] L Woon cộng nghiên cứu thuật toán PBC, SP, AAA, AXB MC với mơ hình hệ đo thể hình 3-14 phần mềm Eclipse Varian Monaco Elekta Hình 3-14: Hệ đo bao gồm khoang khí (a) xương (b)[19] Nhóm tác giả PDD tính với thuật tốn trục trung tâm độ sâu cm có độ lệch AAA, cao 24 % AXB, thấp % Có khác biệt với kết luận văn thiết kế phantom hệ khác Kết tương tự thể nghiên cứu Chenyu Yan cộng công bố vào năm 2017 [10] Nghiên cứu chùm photon MV phantom nước đồng nhất, hai phép tính Acuros XB AAA có sai số nằm khoảng 1% Đối với chùm tia 23 MV, liều tính tốn nằm 1,5% liều đo cho Acuros XB 2% cho AAA Trên phantom không đồng nhất, AAA đánh giá cao liều lên tới 8,96% điểm gần với khí, Acuros XB giảm tới 1,64% Hệ đo sử dụng phantom nước với kích thước trường từ x 𝑐𝑚𝟐 cm đến 40 x 40 𝑐𝑚𝟐 với đầu đo CC13 90 KẾT LUẬN Qua nghiên cứu nhận thấy, trung tâm trường chiếu, AXB đánh giá thấp liều vùng có mật độ thấp so với đo đạc, nhỏ 20% AAA đánh giá cao liều vùng này, lên tới 60%, đặc biệt với trường chiếu nhỏ lượng cao Trong lâm sàng, với liều định cho khối u nằm trong vùng có mật độ thấp, kế hoạch sử dụng thuật toán AAA để điều trị thực tế đưa đến phân bố liều tốt kế hoạch, nhiên hụt liều nhiều thực tế, làm giảm khả kiểm soát khối u dẫn đên hậu điều trị tiêu cực Thuật toán AXB cho kết phân bố liều theo độ sâu thấp thực tế gần với giá trị đo đạc thuật tốn AAA Do đó, với trường hợp bệnh nhân tích điều trị nhỏ, khoảng từ 2-4 cm, nằm vùng có thay đổi mật độ lớn vùng ngực, xoang… bắt buộc áp dụng thuật tốn tính liều AXB để mang lại kết tính tốn xác điều cần thiết Đối với khối u có kích thước lớn nằm vùng có mật độ thấp, cần sử dụng trường chiếu lớn nên sử dụng thuật tốn AXB để tính tốn q trình lập kế hoạch điều trị Tuy nhiên, trường hợp này, mục đích điều trị giảm nhẹ, cần thời gian lập kế hoạch điều trị gấp rút, cân nhắc sử dụng thuật toán AAA, với lượng thấp (