Khi một chùm photon đi vào môi trường không khí, thông lượng photon và liều hấp thụ sẽ tuân theo quy luật bình phương khoảng cách [14]. Tuy nhiên, khi photon đi vào một môi trường có khối lượng riêng lớn như phantom nước thì liều hấp thụ không còn tuân theo quy luật khoảng cách nữa. Do đó, việc xác định liều hấp thụ trong phantom sẽ rất khó khăn.
Hình 2.3 minh họa một phân bố liều hấp thụ trên trục trung tâm khi chùm tia photon đi vào phantom nước. Ta thấy rằng, khi chùm photon đi vào bề mặt phantom, tại đó liều hấp thụ có giá trị Ds. Ban đầu, khi đi sâu vào phantom, liều hấp
Hình 2.2. Trường chiếu hình chữ nhật và hình tròn . Nguồn
trục trung tâm trục chính
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ CỦA PHÉP ĐO LIỀU BẰNG BUỒNG ION HÓA
thụ tăng lên nhanh chóng đạt tới liều hấp thụ cực đại Dmax tại z=zmax trong phantom, vượt quá độ sâu zmax liều hấp thụ giảm cho đến giá trị Dex ở cạnh lối ra của phantom.
Liều hấp thụ tại bề mặt phatom
Đối với chùm photon MV, liều hấp thụ tại bề mặt phantom thì thấp hơn nhiều so với liều hấp thụ cực đại tại độ sâu zmax. Liều hấp thụ tại bề mặt phantom phụ thuộc vào năng lượng và tăng theo kích thước trường chiếu [14].
Liều hấp thụ tại bề mặt phantom bằng khoảng 70% liều hấp thụ cực đại cho chùm photon nguồn Co60
, 85% cho tia X 6 MV và 90% cho tia X 18 MV [14]. Liều hấp thụ tại bề mặt phantom có sự đóng góp từ:
Hình 2.3. Một phân bố liều hấp thụ cho chùm photon MV trong phantom Ds là liều hấp thụ ở bề mặt phantom lối vào của chùm tia, Dex là liều hấp thụ ở mặt lối ra phantom, Dmax là liều hấp thụ cực đại được chuẩn giá trị bằng 100. Giữa bề mặt z=0 và độ sâu zmax là vùng hình thành liều hấp thụ [14].
Phantom (bệnh nhân) Nguồn 0Zmax Zex Dmax = 100 Liều hấp t hụ Độ sâu z Dex Ds Zmax Zex 0
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ CỦA PHÉP ĐO LIỀU BẰNG BUỒNG ION HÓA
Những photon tán xạ từ collimator, nêm lọc và không khí; Photon tán xạ từ phantom;
Những electron năng lượng cao được sinh ra từ tương tác của photon với không khí.
Vùng hình thành liều hấp thụ trong phantom
Vùng hình thành liều hấp thụ là vùng liều tăng rất nhanh giữa bề mặt z = 0 và độ sâu z = zmax trong phantom. Liều hấp thụ tại một điểm trong phantom được quyết định bởi những hạt mang điện thứ cấp được tạo ra bởi các hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton, tạo cặp giữa photon với phantom. Những electron được sinh ra trong các hiệu ứng trên sẽ để lại năng lượng bên trong phantom.
Tại bề mặt phantom, điều kiện cân bằng hạt mang điện không thỏa mãn cho nên liều hấp thụ nhỏ hơn Kerma va chạm D < kcol (xem lại mục 1.7.3)
Khi đạt tới độ sâu z = zmax (bằng quãng chạy R của hạt mang điện thứ cấp), điều kiện cân bằng hạt mang điện thỏa mãn thì liều hấp thụ có giá trị gần bằng Kerma va chạm D = kcol (xem lại mục 1.7.3)
Vượt quá độ sâu zmax, điều kiện cân bằng hạt mang điện tạm thời tồn tại vì cả liều hấp thụ và Kerma va chạm sẽ giảm như nhau (thông lượng photon trong phantom giảm) (xem lại mục 1.7.3)
Độ sâu zmax của liều hấp thụ cực đại Dmax
Độ sâu zmax của liều hấp thụ cực đại Dmax phụ thuộc vào năng lượng của photon và kích thước trường chiếu.
Bảng 2.1. Độ sâu liều hấp thụ cực đại zmax cho những chùm photon có năng lượng khác nhau với kích thước trường chiếu 5 5 cm2 [14].
Độ sâu Co-60 4 MV 6 MV 10 MV 18 MV 25 MV
Zmax (cm) 0,5 1 1,5 2,5 3,5 5
Đối với một chùm tia năng lượng cho trước, độ sâu zmax lớn nhất cho kích thước trường chiếu 5 5 cm2, độ sâu zmax giảm cho kích thước trường chiếu lớn hơn
CHƢƠNG 2 CƠ SỞ CỦA PHÉP ĐO LIỀU BẰNG BUỒNG ION HÓA
5 5 cm2
(ảnh hưởng của tán xạ từ collimator và nêm lọc) và cho kích thước trường chiếu nhỏ hơn 5 5 cm2
(ảnh hưởng của tán xạ từ phantom) [14].