3.2. Cơ sơ lý thuyết phương pháp đo dữ liệu chùm photon
3.2.2. Phương pháp chuẩn SSD dùng để đo PDD
Phương pháp chuẩn SSD là phương pháp đo cố định khoảng cách từ nguồn
đến bề mặt phantom đối với tất cả các trường (Ví dụ: SSD= 100cm). Kích thước
trường chiếu chuẩn được xác định tại mặt phẳng trực giao giữa trường chiếu tại mặt nước, phương pháp này dùng để xác định tỉ lệ liều hấp thụ tương đối ở hai độ sâu
khác nhau. Liều sâu phần trăm (PDD) được sử dụng để tính tốn thời gian điều trị
/MU.
Phương pháp chuẩn SSD thuận tiện cho phép điều trị với phương thẳng đứng,
đơn trường chiếu. Khi điều trị với phương pháp SSD, khoảng cách nguồn và bề mặt
bệnh nhân phải được giữ cố định đối với trường xạ trị và khoảng cách từ nguồn đến tâm khối u bằng SSD+độ sâu khối u sẽ lớn hơn SAD. Vì vậy, hệ số đầu ra (MU) sẽ nhỏ hơn so với phương pháp SAD và thời gian điều trị sẽ dài hơn.
Định nghĩa PDD: là tỉ số giữa liều hấp thụ ở một độ sâu d với liều hấp thụ ở
một độ sâu danh định d0 (thường chọn tại dmax) theo trục trung tâm của chùm bức
xạ. Liều sâu phần trăm (PDD) tại trục trung tâm của chùm tia được xác định bởi biểu thức:
(3.3)
Với D là liều hấp thụ tại độ sâu d trên trục trung tâm của chùm tia. Dmax là liều hấp thụ tại độ sâu dmax trên trục trung tâm của chùm tia.
Hình 3.7: Bố trí phép đo liều sâu phần trăm (PDD), D là liều hấp thụ tại độ
sâu d, Dmax là liều hấp thụ tại độ sâu dmax, S là kích thước trường chiếu (S=AB).
Các yếu tố ảnh hưởng đến PDD:
a. Năng lượng chùm tia: liều sâu phần trăm (PDD) tăng theo năng lượng chùm tia, những chùm tia có năng lượng cao hơn thì có khả năng đâm xuyên lớn
hơn dẫn đến có PDD cao hơn. Nếu ảnh hưởng của quy luật tỉ lệ nghịch bình phương khoảng cách và sự tán xạ là khơng đáng kể thì sự biến thiên của PDD theo độ sâu gần như được biểu diễn bởi quy luật làm yếu theo hàm mũ.
b. Ảnh hưởng của kích thước trường chiếu (field size): với kích thước trường chiếu đủ nhỏ thì có thể cho rằng liều theo độ sâu tại một điểm chỉ là kết quả của
chùm bức xạ ban đầu. Trong trường hợp này, sự đóng góp của các photon tán xạ tới liều ở độ sâu d là rất nhỏ hoặc gần như bằng 0, nhưng khi kích thước trường chiếu tăng thì sự đóng góp của liều tán xạ tới liều hấp thụ cũng tăng lên. Vì vậy, PDD
cũng tăng lên khi kích thước trường chiếu tăng lên. Và do sự tăng của liều tán xạ lớn hơn khi ở độ sâu lớn hơn độ sâu liều cực đại (dmax), nên sự tăng của PDD theo kích thước trường chiếu sẽ rõ ràng hơn khi d > dmax. Với chùm photon năng lượng cao, tán xạ chủ yếu hướng về phía trước nên sự phụ thuộc của PDD vào trường chiếu ít rõ ràng hơn so với các chùm photon năng lượng thấp.
cường độ các photon phát ra từ nguồn bức xạ biến thiên nghịch đảo với bình
phương khoảng cách tới nguồn. Do đó, tốc độ giảm liều trong khơng khí của nguồn bức xạ cũng sẽ biến thiên tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, thơng thường, tốc độ giảm liều theo quy luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách khi chùm tia ban đầu phát ra mà khơng có tán xạ. Trong trường hợp xác định có tán xạ do bộ chuẩn trực chùm tia hay do tán xạ vật chất nào đó trong chùm tia thì tốc độ giảm liều bức xạ sẽ bị sai lệch khỏi quy luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Do ảnh hưởng của quy luật tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên PDD tăng lên theo SSD. Trong kỹ thuật điều trị cố định khoảng cách từ nguồn đến da bệnh
nhân, SSD là một thơng số cực kì quan trọng bởi nó ảnh hưởng rất lớn tới PDD. Trong khi đó PDD lại quyết định liều lượng có thể chuyển tới một độ sâu nào đó so với liều bề mặt hoặc liều cực đại. Tuy nhiên, vì tốc độ biến thiên liều lại giảm so với khoảng cách tới nguồn, nên trong thực tế SSD phải được bố trí ở một khoảng cách sao cho có sự phù hợp giữa tốc độ giảm liều và độ lớn của PDD. Trong điều trị
những khối u sâu với chùm photon, SSD được yêu cầu tối thiểu 80cm.
Mối liên hệ giữa liều sâu phần trăm (PDD) theo SSD:
(a) (b)
Hình 3.8: Sự thay đổi liều sâu phần trăm (PDD) theo SSD. (a) có SSD=f1,
(b) có SSD=f2, cả hai phép đo (a) và (b) đều có kích thước của trường chiếu là (s x s) và độ sâu phép đo là d.
d
f1 S
Liều sâu phần trăm tại độ sâu d, SSD=f1 và kích thước trường chiếu vuông (s), liều theo độ sâu suy giảm theo nghịch đảo bình phương khoảng cách, suy giảm theo hàm mũ và đóng góp bởi thành phần tán xạ [5], [7].
(3.4)
(3.5)
µ: Là hệ số suy giảm tuyến tính của chùm sơ cấp trong mơi trường, Ks là một
hàm đóng góp bởi sự thay đổi của liều tán xạ. Chia phương trình (3.4) cho (3.5) ta
được:
(3.6)
F: Là hệ số Mayneord biểu diễn mối liên hệ giữa liều sâu phần trăm (PDD) theo khoảng cách SSD. Như biểu thức ở trên hệ số F khơng tính đến thành phần tán xạ thay đổi theo SSD. Do đó, theo biểu thức (3.6), khi biết liều sâu phần trăm tại độ sâu d với SSD=f1 thì có thể tính được liều sâu phần trăm tại độ sâu d đối với
SSD=f2 bất kỳ nào đó với cùng kích thước trường chiếu.