Tối ưu hóa phẫu thuật cắt lớp điện toán hỗ trợ xạ trị ung thư tuyến tiền liệt

Mô hình thiết bị

Điểm đồng tâm Isocenter (điểm trong không gian cách nguồn phát tia X của máy gia tốc 100cm) là điểm giao của các trục như trục quay của Gantry, trục quay của bộ chuẩn trực (Collimator), trục quay của bàn điều trị, trục quay của hệ thống CBCT (trùng với trục quay của Gantry máy gia tốc). Điểm Isocenter được xem như gốc tọa độ của phòng xạ, trong thực hành tái lập tư thế xạ trị, tâm CT trên bệnh nhân được đưa đúng vào vị trí tâm Isocenter của phòng xạ và tiến hành dịch chuyển đến vị trí xạ trị (tâm xạ trị) theo các thông số được biết trước từ kế hoạch xạ trị. MV lại cho ra hình có độ tương phản khá kém (tương tác Compton đóng vai trò chủ đạo ở mức năng lượng MV với đặc tính không phụ thuộc vào mật độ mô nên khiến một số cơ quan gần nhau có cùng mật độ trên ảnh, giảm tương phản và độ chi tiết giữa các cấu trúc giải phẫu) vì vậy với nhu cầu cải thiện chất lượng hình ảnh cao hơn dẫn đến các thiết kế bố trí thêm đầu bóng phát tia X năng lượng kV (tương tác quang điện đóng vai trò chủ đạo ở mức năng lượng này, hình ảnh mang thông tin suy giảm cường độ khi qua các vùng cấu trúc giải phẫu có mật độ mô khác nhau).

Thiết bị cắt lớp điện toán chùm tia hình nón (CBCT) lần đầu tiên được giới thiệu thương mại hóa vào năm 2001, hiện nay có 3 loại phổ biến đang được sử dụng hiện nay đến từ hãng Varian (Mỹ), Elekta (Thụy Điển) và Siemen (Đức) trong đó thiết bị CBCT của Varian (tên thương mại là Varian On Board Imager) và của Elekta (tên thương mại Elekta XVI) đang được sử dụng ở Việt Nam. Trong bài nghiên cứu này thiết bị được khảo sát là Elekta XVI với phần cứng gồm một nguồn phát tia X và tấm nhận ảnh được gắn trực tiếp trên thân máy xạ (Hình 2.5) và một phần mềm điều khiển và tái tạo ảnh (XVI). Đầu bóng phát tia của CBCT được bố trí trên mặt phẳng quay của đầu máy phát tia xạ do đó có thể quét được bệnh nhân một góc 3600 , nhưng để cho được hình ảnh thể tích 3D của bệnh nhân thì không thể thiết kế các dãy detector để nhận ảnh như ở máy CT chẩn đoán thông thường được vì bàn điều trị không có khả năng di chuyển trong lúc gantry đang quay, do đó cần phải thiết kế cửa sổ chùm tia ra là một vùng thể tích lớn và tấm nhận ảnh là một bản rộng để đảm bảo có thể quét đủ dữ liệu một vùng thể tích rộng của bệnh nhân trong một vòng xoay của gantry [30].

Chất lượng hình ảnh thu được từ thiết bị chụp cắt lớp điện toán chùm tia hình nón thì kém hơn hình ảnh của thiết bị cắt lớp điện toán chùm tia hình cánh quạt do các vấn đề liên quan đến xảo ảnh và sự suy giảm tương phản do kích thước vùng quét rộng [31]. Bộ chuẩn trực được làm bằng chì để định hình dạng của chùm tia phát ra, ngoài ra còn có tấm lọc bằng nhôm (dạng hình nơ - Bowtie) được sử dụng khi cần lọc tán xạ khi chiếu vào các vùng cơ thể dày và cân bằng sự chênh lệch cường độ chùm tia phát đến tấm nhận ảnh. Phần mềm sử dụng thuật toán chồng chập hình cho phép tự động chập hình thu nhận được và hình mẫu để tính toán sự di lệch dựa trên đậm độ của xương hay mô mềm hoặc có thể người dùng tự di chuyển thủ công.

- CBCT có độ chính xác hình học cao (sai số hình học dưới 1mm) và cho khả năng quan sát mô mềm với chất lượng hình ảnh tương đối, CBCT đóng vai trò quan trọng trong xạ trị chính xác như chỉnh sửa các sai số trong tái lập tư thế của bệnh nhân, do sự di động của các cơ quan hay sự thay đổi cấu trúc giải phẫu góp phần tăng tỉ lệ kiểm soát khối u. - Liều CBCT vào khoảng 20mGy/ lần quét ở vùng chậu [31], bằng hoặc thấp hơn so với hình ảnh chụp MV ở hai tư thế thẳng nghiêng [32], do thể tích vùng chụp lớn nên liều tổng thể của vùng chậu sẽ tăng lên nên cần được cân nhắc trong lập kế hoạch điều trị đặc biệt với các bệnh nhân trẻ tuổi. Cả hai thành phần này đều có thể trượt trên đế nhựa (khả năng điều chỉnh 17 vị trí khác nhau với mỗi bước điều chỉnh là 1,5cm và đế xoay cổ chân có 10 mức độ điều chỉnh mỗi 50) để phù hợp với chiều dài cơ thể bệnh nhân [33].

Dụng cụ cố định ProStep có thế mạnh trong việc dễ dàng chuẩn bị, lưu trữ và thời gian thực hiện kỹ thuật mô phỏng với bệnh nhân nhanh hơn so với BlueBAG, nhưng việc lựa chọn dụng cụ ProStep đòi hỏi phải đánh giá hình thể và tình trạng thể chất của. Đối với BlueBAG, túi hút chân không có thể phù hợp với tất cả hình thể bệnh nhân đặc biệt rất tốt với bệnh nhân có các dị tật hoặc khó tái lập đươc tư thế thẳng nhưng bệnh nhân quá yếu có thể rất khó khăn do chiều cao của bàn điều trị cộng thêm độ dày lớn của túi BlueBAG có thể gây khó khăn cho bệnh nhân trong việc di chuyển lên dụng cụ cố định hàng ngày.

Đối tượng

Ngoài ra, việc bảo quản để đảm bảo BlueBAG giữ được độ chân không vô cùng quan trọng đối với quá trình điều trị của một bệnh nhân.

Phương pháp

Việc xác định thông số dịch chuyển sai lệch trong tư thế xạ trị của bệnh nhân thông qua việc chụp phim kiểm tra trước xạ trị được tính toán dựa trên sự sai lệch giữa vị trí tâm xạ trị thực tế so với vị trí tâm xạ trị lý thuyết (được tính toán ở khâu lập kế hoạch). Vị trí tâm xạ trị bị sai lệch trong không gian được cụ thể hóa theo các hướng của cơ thể bệnh nhân theo dịch chuyển tịnh tiến (như lệch về hướng Trên-Dưới, Trái-Phải hay Trước-Sau của bệnh nhân) hay dịch chuyển theo chiều xoay, vị trí sai lệch (nếu có) sẽ được điều chỉnh lại cho đúng trước khi điều trị bệnh nhân. Trong khi dịch chuyển xoay có ảnh hưởng đến vị trí tâm xạ trị nhưng các nghiên cứu trước đây cho thấy dịch chuyển xoay của cơ thể có ảnh hưởng nhỏ hơn nhiều so với chuyển động tịnh tiến và xem như có thể bỏ qua [11] [26].

Thông số về độ dịch chuyển giữa hình CBCT so với hình tham chiếu từ CT mô phỏng (CTMP) theo các chiều hướng: Trên-Dưới (SI), Trái-Phải (LR), Trước-Sau (AP) sẽ được ghi nhận lại. Sau đó một giá trị vector dịch chuyển tổng (của cả ba hướng) được tính, giá trị này càng nhỏ thì mức độ tái lập tư thế của bộ dụng cụ càng cao. SI - giá trị dịch chuyển chiều Trên- Dưới LR - giá trị dịch chuyển chiều Trái- Phải AP -giá trị dịch chuyển chiều Trước- Sau.

Giữa hai nhóm sử dụng bộ dụng cụ cố định khác nhau, để so sánh ta tính một giá trị trung bình của vec-tơ tổng của hai nhóm được so và giá trị độ lệch chuẩn để đánh giá tổng thể hai bộ cố định. Cụ thể, có 30 bệnh nhân ở mỗi nhóm, mỗi bệnh nhân được ghi nhận lại 10 hình CBCT và giá trị dịch chuyển. Dựa trên dữ liệu thu thập được ở trên ta có thể ước tính được giá trị biên an toàn được cộng vào thể tích điều trị theo công thức của Van Herk, công thức được ghi nhận và ứng dụng rộng rãi ở nhiều các trung tâm xạ trị trên thế giới [11].

Cụ thể, với mỗi hướng dịch chuyển ta sẽ tính sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên cho từng hướng. Với hướng SI làm ví dụ, 10 giá trị trong mỗi bệnh nhân sẽ được tính trung bình, vậy 30 bệnh nhân sẽ có 30 giá trị trung bình, sai số hệ thống được tính bằng cách tính độ lệch chuẩn (SD) của 30 giá trị trung bình đó. Dữ liệu được phân tích trên phần mềm thống kê Statistical Package for Social Science (SPSS) phiên bản 22.

Kiểm định phân phối chuẩn ở hai nhóm mẫu bằng phương pháp kiểm định Shapiro-Wilkes. Nếu phép kiểm định cho thấy dữ liệu tuân theo phân phối chuẩn thì tiếp tục tiến hành so sánh trung bình giữa hai nhóm bằng phép kiểm Independent T-test, nếu không thì sử dụng phép kiểm Mann-Whitney để thay thế.