Máy gia tốc xạ trị ELEKTA tại Bệnh viện Quân y 103 sử dụng 2 loại bức xạ trong lâm sàng điều trị ung thư là chùm electron và chùm tia X.
- Chùm electron: có 5 mức năng lượng 6, 9, 12, 15 và 18MeV; được sử dụng để điều trị những khối u nông gần bề mặt da cơ thể (nhỏ hơn 50mm).
- Chùm photon: có 2 mức năng lượng là 6 và 15MV, được sử dụng để điều trị những khối u nằm sâu trong cơ thể. Chùm photon thường được sử dụng với nhiều trường chiếu kết hợp với nhiều hướng chiếu khác nhau, điều này có thể phân bố một liều lượng rất cao vào khối u trong khi liều mặt da tương đối thấp [9],[10].
Đo các thông số vật lý chùm tia là công đoạn bắt buộc được thực hiện sau khi lắp đặt máy. Người ta sử dụng một hệ thống thiết bị đo và phantom nước chuyên dụng có các hệ cơ khí điều khiển di chuyển buồng đo để đo liều ở nhiều vị trí khác nhau, từ đó một phần mềm máy tính sẽ tính toán các thông số vật lý của chùm tia. Những kết quả này sẽ được đưa vào ngân hàng dữ liệu của phần mềm tính liều như: phân bố liều tương đối theo độ sâu dọc theo trục chính của chùm bức xạ (liều sâu phần trăm), phân bố liều tương đối theo mặt cắt ngang của chùm tia (beam profile) cùng với các thông số vật lý...
Các thông số này được đo với mọi loại tia (tia X, electron), mọi năng lượng và với các trường chiếu có kích thước khác nhau, có hay không có các nêm. Mỗi một hãng sản xuất có một phương pháp xác định và thể hiện kết quả các thông số vật lý khác nhau nhưng về cơ bản vẫn đảm bảo điều kiện tiêu chuẩn tương đương. Cách đo và tính toán các thông số vật lý của chùm tia X và electron chủ yếu dựa trên các thuật toán giống nhau, chỉ có một vài thông số có sự khác biệt.
Hình 1.25: PDD và beam profile của chùm tia Các thông số vật lý chùm tia gồm:
1.4.1. Liều sâu phần trăm (PDD):
Là liều hấp thụ của một điểm nằm tại độ sâu nào đó được biểu thị bằng phần trăm so với liều hấp thụ tại điểm tham khảo (thường là điểm có liều lượng cực đại) nằm trên trục trung tâm của chùm tia.
1.4.2. Liều lượng cực đại (Dmax):
Dmax sẽ đạt được tại độ sâu nào đó (zmax) trong môi trường khi các electron đạt đến sự cân bằng. Miền giới hạn giữa bề mặt môi trường (mặt da) và độ sâu đạt liều lượng cực đại rất có ý nghĩa trong xạ trị, thông qua việc lựa chọn năng lượng chùm tia.
Giá trị chấp nhận của zmax đối với chùm photon của ELEKTA [9]:
6MV: zmax = 1,6cm ± 0,2cm 15MV: zmax = 2,8cm ± 0,2cm
1.4.3. Kích thước trường chiếu (Field Size) hay độ rộng trường chiếu (Field Width): là một kích thước hình học được xác định bởi giới hạn của đường đồng liều 50% của trường chiếu đó [9].
Sai số chấp nhận: 1 mm đối với các trường nhỏ hơn 20 x 20 cm2 1% đối với các trường lớn hơn 20 x 20 cm2 1.4.4. Vùng bán dạ (Penumbra):
Là vùng nằm gần mép của biên các trường chiếu, ở đó liều lượng giảm một cách nhanh chóng. Độ rộng của vùng bán dạ phụ thuộc vào kích thước của nguồn (bia), vào khoảng cách từ nguồn đến giới hạn cuối của collimator và vào khoảng cách từ nguồn đến bề mặt da (bề mặt phantom).
Vùng bán dạ có 2 giá trị khác nhau tại hai mép phải và trái của trường chiếu. Với máy gia tốc xạ trị ELEKTA, vùng bán dạ được đo đạc và xác định là khoảng cách giữa 2 giá trị liều 80% và 20% tại mép trường chiếu.
Giá trị chấp nhận của vùng bán dạ [9]:
Với trường chiếu kích thước nhỏ hơn 15x15cm: 7,00 mm Với trường chiếu kích thước 15x15 tới 40x40cm: 8,00 mm
Biểu đồ 1.26: Độ rộng trường chiếu và vùng bán dạ xác định theo profile 1.4.5. Độ bằng phẳng (Flatness):
Độ bằng phẳng được đo và tính toán theo các phương pháp sau [16]:
+ Theo ELEKTA: (tiêu chuẩn IEC-976):
Flatness = 100*Dmax/Dmin
Dmax: liều lớn nhất đạt được tại bất kỳ vị trí nào trong trường chiếu Dmin: liều nhỏ nhất đạt được bên trong vùng bằng phẳng
Vùng bằng phẳng được xác định:
. Đối với chùm photon:
Theo trục trung tâm:
Flattened Area = FW - 2*1cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.1*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*3cm nếu 30< FW
Theo trục đường chéo:
Flattened Area = FW - 2*2cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.2*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*6cm nếu 30< FW
. Đối với chùm electron:
Flattened Area giới hạn từ 1cm bên trong chu vi đường đồng liều 90%
Giá trị chấp nhận của độ bằng phẳng (theo ELEKTA) [9]:
<106% đối với trường chiếu dưới 30x30cm
<110% đối với trường chiếu từ 30x30 đến 40x40cm + Theo Varian:
Flatness = 100 * |Dmax-Dmin| / (Dmax+Dmin)
Dmax, Dmin - được xác định trong vùng bằng phẳng bằng 80% độ rộng trường chiếu
+ Theo Siemens:
. Đối với chùm photon: (Variation over Mean - 80%) Flatness = 100 * |Dmax-Dmin| / (Dmax+Dmin)
Dmax, Dmin - được xác định trong vùng bằng phẳng bằng 80% độ rộng trường chiếu.
. Đối với chùm electron: (Variation over Mean FW-3cm).
Flatness = 100*(Dmax – Dmin) / (Dmax + Dmin).
Dmax, Dmin - được xác định trong vùng bằng phẳng bằng FW - 3cm (với FW-Field Width là độ trường chiếu)
1.4.6. Độ đối xứng (Symmetry):
Giá trị độ đối xứng được tính theo các phương pháp sau [16]:
+ Theo ELEKTA:
Độ đối xứng được xác định theo thương số lớn nhất giữa các điểm liều lượng với cùng một khoảng cách tính từ trục trung tâm trong vùng bằng phẳng.
Symmetry = 100 * Max(|PointL/ PointR| , |PointR / PointL|) Point L – điểm liều lượng bên trái
Point R – điểm liều lượng bên phải Vùng bằng phẳng được xác định:
. Đối với chùm photon:
- Theo trục trung tâm:
Flattened Area = FW - 2*1cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.1*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*3cm nếu 30< FW
- Theo trục đường chéo:
Flattened Area = FW - 2*2cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.2*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*6cm nếu 30< FW
. Đối với chùm electron:
Flattened Area giới hạn từ 1cm bên trong chu vi đường đồng liều 90%
Giá trị chấp nhận của độ đối xứng (theo ELEKTA):
<103% đối với mọi trường chiếu, mọi mức năng lượng [9].
+ Theo Varian: độ bằng phẳng được xác định theo hiệu số lớn nhất giữa các điểm liều lượng với cùng một khoảng cách tính từ trục trung tâm trong vùng bằng phẳng bằng 80% độ rộng trường chiếu
Symmetry = 100 * Max(|PointL – PointR|) / DCAX PointL – điểm liều lượng bên trái
PointR – điểm liều lượng bên phải
DCAX – Liều lượng tại trục trung tâm (Central Axis Dose) + Theo Siemens:
Symmetry = (100 * |AreaL – AreaR| / (AreaL + AreaR)) /2 AreaL – diện tích nửa bên trái giới hạn bởi đường profile AreaR – diện tích nửa bên phải giới hạn bởi đường profile 1.4.7. Độ lệch: (Deviation) [16]
+ Theo ELEKTA:
Độ lệch được xác định là giá trị lớn nhất của:
100*|Dmin-DCAX| / DCAX và 100*|Dmax-DCAX| / DCAX trong vùng bằng phẳng được xác định:
. Đối với chùm photon:
Theo trục trung tâm:
Flattened Area = FW - 2*1cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.1*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*3cm nếu 30< FW
Theo trục đường chéo:
Flattened Area = FW - 2*2cm nếu 5 ≤ FW ≤ 10
FW - 2*(0.2*FW) nếu 10<FW ≤ 30
FW - 2*6cm nếu 30< FW
(FW – độ rộng trường chiếu) . Đối với chùm electron:
Vùng bằng phẳng được xác định giới hạn là 1 cm bên trong chu vi đường đồng liều 90%.
+ Theo Varian:
Độ lệch của chùm photon và chùm electron được xác định như nhau:
Deviation = 100*(Dmax/DCAX).
DCAX - Liều lượng tại trục trung tâm (Central Axis Dose).
Dmax là giá trị liều lượng đo được lớn nhất trong vùng bằng phẳng.
Vùng bằng phẳng được xác định bằng 80% của FW.
+ Theo Siemens:
- Đối với chùm photon:
Deviation = 100*(Dmax/DCAX)
DCAX – Liều lượng tại trục trung tâm (Central Axis Dose).
Dmax là giá trị liều lượng đo được lớn nhất trong vùng bằng phẳng.
Vùng bằng phẳng được xác định bằng 80% của FW.
- Đối với chùm electron:
Deviation = 100*(Dmax/DCAX)
Vùng bằng phẳng được xác định bằng FW - 3cm.