a) Buồng ion hoá hình trụ kích thước nhỏ 0.1cc và 0.6cc, loại buồng có khả năng nhúng nước dùng để chuẩn liều hấp thụ cho chùm tia photon năng lượng cao và chùm tia electron có năng lượng trên 10 MeV, các buồng ion hóa này thuận tiện cho việc chuẩn liều với những chùm tia chất lượng khác nhau.
32
Hình 3.18: Cấu tạo của buồng ion hóa hình trụ Farmer
b)Một phantom nước hình lập phương được cấu tạo bằng vật liệu có đặc tính như nước kèm theo bộ quyét trường xạ kết nối với máy tính có phần mềm điều khiển.
Hình 3.19: Phantom nước hình lập phương
c) Máy đo điện tíchUNIDOS PTW để kết nối với buồng ion hoá. Dòng điện hoặc điện tích sinh ra trong buồng ion hóa khá bé nên chúng được đo bởi một thiết bị đo dòng hoặc điện tích rất nhạy là electrometer UNIDOS PTW.
d)Nhiệt kế và áp kế để đo nhiệt độ và áp suất.
e) Một số các thiết bị kiểm tra suất liều thông thường để đo suất liều tại nơi làm việc.
33
3.3.2. Thiết lập phép đo
Lựa chọn phương pháp chuẩn hệ số liều tương đối (RDF):Trước khi đo dữ liệu chùm photon phải xác định phương pháp chuẩn các hệ số liều tương đối theo phương pháp SSD hoặc SAD. Các kết quả đo dữ liệu chùm tia và chuẩn hệ số liều tương đối (RDF) trong Luận văn này đa sử dụng phương pháp SSD để đo PDD.
Bố trí máy gia tốc và phantom nước: Thiết lập hệ phantom và thiết bị dưới chùm tia, căn chỉnh thăng bằng 4 cạnh phantom, cố định phantom, bơm nước tới mức SSD=100cm. Căn chỉnh thăng bằng lại một lần nữa sau đó lắp đặt buồng ion hoá kết nối với hệ đo, theo dõi nhiệt độ và áp suất liên tục trong suốt quá trình đo.
Tất cảc các phép đo đường phân bố liều với buồng ion hoá hình trụ phải được thiết lập tại điểm hiệu dụng của phép đo (tâm của buồng ion hóa), tức là trục trung tâm của chùm photon phải được đặt đúng vào tâm của buồng ion hoá.
Các bước thiết lập phép đo:
Điều chỉnh trùng hợp của tâm chữ thập và tâm lazer cho tất cả các phép đo đường phân bố liều theo độ sâu tại trục trung tâm và các đường phân bố liều theo phương ngang.
Đưa cần máy về 00 để đảm bảo trục trung tâm của chùm photon thẳng góc với mặt bàn điều trị.
Đặt cấu hình phép đo có phantom nước thiết lập khoảng cách từ nguồn đến phantom (SPD) và SSD với các kích thước trường xạ cho từng phép đo.
Sử dụng một cặp ống chuẩn trực đối với tất cả các phép đo của cả trường mở lẫn trường nêm để đảm bảo vùng mờ của chùm tia của hai cặp chuẩn trực là giống nhau.
Khi tiến hành đo các đường phân bố liều với các trường là hình chữ nhật thì chỉ cần đo đường phân bố liều với cạnh lớn nhất của trường đó.
Đối với các phép đo đường chéo phân bố liều theo phương ngang với các trường xạ từ (30cm x 30cm) trở lên, nên sử dụng phương pháp đo một phần đường chéo trường xạ.
34
3.3.3. Đo dữ liệu chùm photon với kích thước các trường mở
Dữ liệu phân bố liều theo độ sâu tại trục trung tâm và phân bố liều photon nằm ngoài trục trung tâm (OAR: Off-Axis Ratio) cần phải được đo đạc. Tỉ số ngoài trục (OAR) thường được định nghĩa là tỉ số liều tại một điểm ngoài trục bất kì so với liều tại điểm trên trục trung tâm của chùm tia trong cùng mặt phẳng vuông góc với trục của chùm tia. Tỉ số ngoài trục có thể đặc trưng cho phân bố liều lượng theo các phương ngang, dọc hay đường chéo. Khi nói đến tỉ số ngoài trục, ta phải xét đến nó được tính ở độ sâu nào. Từ tỉ số ngoài trục OAR của chùm bức xạ ở các độ sâu khác nhau có thể đưa ra phân bố liều của chùm bức xạ.
a) Đo phân bố liều sâu phần trăm của trường mở [8]: Phép đo liều sâu
phần trăm (PDDs) của trường mở được yêu cầu trong dải từ trường xạ nhỏ nhất đến trường xạ lớn nhất trong lần đo đạc và vận hành lần đầu tiên trước khi đưa máy vào hoạt động.
Giá trị liều sâu phần trăm nên được đo trong phantom nước trên toàn dải kích thước của trường. Trường xạ nhỏ nhất thông thường là 3 cm x3 cm; các trường tiếp theo: 4cm×4cm; 6cm×6cm; 8cm×8cm; 10cm×10cm; 12cm×12cm; 15cm×15cm; 20cm×20cm; các trường tiếp với bước 5 cm cho tới kích thước trường xạ lớn nhất (40cm x 40cm).
Sự tăng giữa kích thước các trường không lớn hơn 5 cm, thông thường là 2cm.
Đo liều sâu phần trăm tới độ sâu tối thiểu 35cm hoặc 40 cm.
Kích thước các trường nhỏ hơn trường 4cm x 4cm cần chú ý đặc biệt, các buồng ion hoá có kích thước nhỏ yêu cầu phải được sử dụng trong các phép đo này.
Một buồng ion hoá 0.1cm3 được sử dụng để đo các trường nhỏ hơn trường 4cm x 4cm.
b) Đo các đường phân bố liều theo khoảng cách đến trục trung tâm của chùm tia theo phương ngang của trường mở [8]: Để đồng bộ cho phần mềm tính toán sự phân bố liều của chùm tia trước khi đưa máy gia tốc vào hoạt động, thì dữ liệu liều ngoài trục trung tâm theo phương ngang của trường chiếu cần phải được đo
35
đạc. Các đường phân bố liều theo phương ngang của trường mở được đo bằng buồng ion hoá nhỏ để tính toán chính xác liều hấp thụ trong nước của bức xạ và để ảnh hưởng của kích thước đầu dò lên dữ liệu đường phân bố liều của chùm tia là không đáng kể. Trước khi đưa máy vào hoạt động, các kỹ sư vật lý y sinh phải đo đạc đường phân bố liều dọc các trục (X, Y) của chùm photon với tất cả các mức năng lượng 6 và 18MV. Số các đường phân bố liều và độ sâu của phép đo phụ thuộc vào yêu cầu của hệ thống lập kế hoạch điều trị, độ sâu của phép đo các đường phân bố liều theo phương ngang giống với độ sâu các phép đo dữ liệu liều sâu tại trục trung tâm.
Đo các đường phân bố liều ngang đối với cùng kích thước của trường như là đo dữ liệu liều sâu phần trăm tại trục trung tâm.
Đo tất cả các đường phân bố liều dọc trục X, sử dụng cùng một ống chuẩn trực đối với tất cả các phép đo.
Các điểm đo cách nhau không quá 2.5mm và không cần phải cách đều nhau.
Đo một phần hoặc đo toàn bộ đường phân bố liều: Hầu hết các phantom nước không thể hoặc không đáng tin cậy để đo toàn bộ đường phân bố liều đối với kích thước các trường vượt quá 30cm. Trong trường hợp kích thước trường xạ lớn vượt quá 30 cm sử dụng cách đo dữ liệu một nửa đường phân bố liều.
Đo các đường phân bố liều ngang tại 5 độ sâu khác nhau: Đối với năng lượng chùm photon <18MV độ sâu các phép đo tương ứng dmax (10cm x 10cm); 5 cm; 10cm; 20cm và 30cm. Vì độ sâu dmax thay đổi theo kích thước của trường xạ, nêm sử dụng dmax của trường chuẩn tham khảo 10cm x 10cm. Các đường phân bố liều ngang phải được đo tại cùng độ sâu đối với tất cả các kích cỡ của trường xạ.
c) Đo phân bố liều theo khoảng cách đến trục trung tâm của chùm tia theo phương đường chéo trường mở lớn nhất 40cm x40cm [8]: Đo phân bố liều của đường chéo của trường xạ lớn nhất trong phantom nước tại 5 độ sâu khác nhau. Theo hướng dẫn của hãng Varian chỉ cần đo phân bố liều của một nửa đường chéo đối với trường xạ mở lớn nhất. Toàn bộ đường chéo là rất lớn không thể đo được đối
36
vối một phantom bình thường, đặc biệt tại các độ sâu lớn chỉ cần tiến hành đo phân bố liều một nửa đường chéo trường xạ.
Hình 3.20: Thiết lập phép đo phân bố liều của đường chéo trường xạ
Đo phân bố liều của đường chéo trường xạ trên cùng một trục như khi đo các đường phân bố liều theo theo phương ngang khác. Vì vậy, phải quay ống chuẩn trực theo các cách như sau:
Trường vuông: Quay ống chuẩn trực một góc 450.
Trường chữ nhật: Góc quay của ống chuẩn trực tùy thuộc vào kích thước của trường chữ nhật.
Đo phân bố liều của đường chéo trường xạ lớn nhất tại cùng các độ sâu như là đo phân bố liều theo phương ngang của trường mở.
Đo phân bố liều đường chéo của trường xạ lớn nhất phải đo cả về phía ngoài dải của trường, Theo khuyến cáo là 5 cm tính điểm 50% giá trị liều trục trung tâm.
Các điểm đo cách nhau tối đa 2.5 mm và không cần phải cách đều nhau.
3.3.4. Đo dữ liệu chùm photon với kích thước các trường nêm
a) Đo liều sâu phần trăm trong trường xạ có nêm [8]: Đo phân bố liều sâu phần trăm đối với các trường bất đồng đều có nêm lọc sử dụng các kích thước của trường xạ giống như là việc đo trong các trường mở, tiến hành đo với các nêm có các góc 150, 300, 450.
b) Đo đường phân bố liều theo khoảng cách đến trục trung tâm của chùm tia dọc theo hướng của nêm tại 5 độ sâu khác nhau [8]: Đo các đườngphân bố liều
37
theo hướng của nêm với kích thước các trường trường vuông và độ sâu phép đo giống như đo đường phân bố liều theo phương ngang trong trường mở với các nêm có các góc 150, 300, 450.
Hình 3.21: Thiết lập phép đo phân bố liều theo hướng của nêm
Đo tất cả các đường phân bố liều sử dụng các ống chuẩn trực giống như đã đo đối với các trường mở.
Đo các đường phân bố liều của trường có nêm trên toàn độ rộng của trường.
Đo đường phân bố liều của trường nêm phải được đo cả về phía ngoài dải của trường, Theo khuyến cáo là 5 cm tính từ điểm 50% giá trị liều tại trục trung tâm. Đo đường phân bố liều tại các điểm cách nhau không quá 2.5 mm hoặc nhỏ hơn, các điểm đo không cần phải cách đều nhau.
3.3.5. Đo các hệ số truyền qua của khay đỡ và các khối che chắn [8]
Các khối che chắn thường được sử dụng để bảo vệ cấu trúc các mô và tế bào lành bên trong vùng chiếu xạ, các khối này được đỡ trên một cái khay bằng nhựa để đúng vị trí bên trong trường chiếu xạ.
Hầu hết các máy gia tốc y tế đều có các bộ chuẩn trực để hình thành các trường hình chữ nhật hoặc hình vuông. Tuy nhiên, thể tích của các vùng điều trị hiếm khi là hình chữ nhật hoặc hình vuông, chính vì vậy các khối che chắn có mật độ cao được sử dụng để bảo vệ các vùng mô và tế bào bình thường bên trong vùng chiếu xạ. Các khối che chắn được đỡ trên các khay bằng nhựa bên trong trường xạ, các khay này sẽ làm suy giảm chùm bức xạ và mức độ suy giảm này phải được biết
38
để tính toán liều điều trị bệnh nhân, sự suy giảm đối với các khay rắn dễ dàng được đo bởi một buồng ion hoá trên trục trung tâm của chùm tia tại độ sâu 5 cm hoặc độ sâu dmax trong phantom nước trong trường vuông 10cm x 10 cm. Tỉ số của tín hiệu buồng ion hoá với khay trong chùm tia với tín hiệu không có khay là hệ số truyền qua của khay.
Theo khuyến cáo của hãng cung cấp máy gia tốc thẳng y tế khi đo các hệ số truyền qua của khối che chắn và một khay đỡ nên sử dụng kích thước trường xạ nhỏ để ảnh hưởng phần tán xạ từ khối che chắn và khay đỡ là không đáng kể trong giá trị đọc của buồng ion hoá.
Giá trị hệ số khay đỡ và khối che chắn phụ thuộc vào kích thước của trường và được đo bằng một trong hai cách như sau:
Đo tất cả các trường vuông từ nhỏ nhất đến lớn nhất và sau đó đưa ra giá trị trung bình của chúng, cách này cho ta một giá trị rất gần với giá trị thực. Ưu điểm của phương pháp này là cho ta một sai số rất nhỏ so với sử dụng một giá trị bất kỳ của một trường đơn.
Đo hệ số truyền qua khay đỡ được thực hiện bởi một trường đơn, thông thường là trường xạ nhỏ như 3cm x 3cm hoặc 4cm x4cm.
Nếu khoảng cách giữa khối che chắn và bề mặt phantom là rất nhỏ, đo hệ số truyền qua khay đỡ và các khối che chắn tại độ sâu 5cm hoặc 10cm để đảm bảo rằng giá trị đo được không ảnh hưởng bởi thành phần tán xạ từ khối che chắn và khay đỡ.
Thành phần tán xạ cũng bao gồm trong tính toán của hệ số truyền qua đây là một sai số trong phép đo này. Tuy nhiên, sai số này là không đáng kể bởi vì kích thước trường xạ được sử dụng là nhỏ. Để đo hệ số truyền qua tất cả các vật chất của các khối che chắn đối với chùm photon việc này được thực hiện như sau:
Đo sự truyền qua của trường mở.
Đo sự truyền qua của trường mở bao gồm chỉ có khay đỡ mà không có các khối che chắn.
39
Đo sự truyền qua của một trường mở bao gồm cả các khối che chắn và khay đỡ,
Hệ số truyền qua của các khối che chắn và khay đỡ được tính như phương trình sau: Open R tray tray R F (3.22); tray R tray block block R F (3.23)
Ftray = Hệ số truyền qua khay đỡ.
Rtray = Số đọc từ buồng ion hoá có khay đỡ.
Rtray+block = Số đọc từ buồng ion hoá có cả khối che chắn và khay đỡ. ROpen= Số đọc từ buồng ion hoá đối với trường mở.
Fblock = Hệ số truyền qua khối che chắn.
3.3.6. Đo hệ số truyền qua của nêm cơ học
Các nêm được sử dụng để thay đổi sự phân bố liều của các trường xạ làm cho phù hợp với hình học điều trị thực tế. Hệ số truyền qua nêm tại trục trung tâm là tỉ số của liều tại một độ sâu tham khảo trên trục trung tâm của một trường nêm có kích thước được xác định với liều trong cùng điều kiện mà không có nêm trong chùm tia.
Hình 3.22: Bố trí phép đo hệ số truyền qua của nêm Hệ số truyền qua nêm được tính như phương trình sau [7], [8]:
(3.24)
Fw: Hệ số truyền qua của nêm; Dw: Số đọc từ buồng ion hoá có nêm; Dref: Số đọc từ buồng ion hoá khi không có nêm.
40
Thông thường hệ số nêm được xác định bởi kích thước của trường tham khảo 10cm x 10cm tại độ sâu tham khảo (dref), hệ số nêm này được sử dụng để tính toán suất liều lối ra của đầu máy xạ trị đối với trường xạ có nêm lọc tương ứng. Tuy nhiên, hệ số truyền qua nêm tại trục trung tâm có thể là một hàm phụ thuộc cả độ sâu phép đo và kích thước của trường. Vì vậy, cần phải kiểm tra hệ số truyền qua của nêm đối với một số các độ sâu và một số kích thước của các trường khác nhau.
3.3.7. Chuẩn bảng hệ số liều tương đối
Hệ số liều tương đối (RDF) của cả trường mở và trường nêm được đo trong phantom nước, sử dụng cả hai phương pháp đo tại điểm đồng tâm (SAD) và cố định khoảng cách từ nguồn đến bề mặt (SSD). Độ sâu phép đo (độ sâu chuẩn) cũng tuỳ thuộc vào phương pháp đo liều sâu phần trăm được lựa chọn.
Sử dụng cùng một phương pháp chuẩn bảng hệ số liều tương đối (RDF) đối với toàn bộ kích thước các trường xạ [8].
Phương pháp SSD:
Hệ số đầu ra được đo tại dmax đối với kích thước của trường tham khảo (10 x 10 cm2).
Hệ số đầu ra được đo tại độ sâu tham khảo dref (thông thường 5 hoặc 10 cm) với kích thước của trường tham khảo (10cm x 10 cm).
Phương pháp SAD:
Hệ số đầu ra được đo tại dmax đối với kích thước của trường tham khảo (10 x 10 cm2) tại điểm đồng tâm.
Hệ số đầu ra được đo tại độ sâu tham khảo dref với kích thước của trường tham khảo tại điểm đồng tâm
Trong trường hợp sử dụng phương pháp đo SAD tại điểm đồng tâm. Phép đo