Nghiên cứu Ảnh hưởng Artifacts CT đến Xạ trị VMAT Ung thư Đầu Cổ

Luận văn: Ảnh hưởng của artifacts CT mô phỏng đến kế hoạch xạ trị VMAT ung thư đầu cổ. Nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng điều trị.

• Tác giả: Vũ Thị Lệ
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Tất Thắng
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hạt Nhân
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của dị ảnh Artifacts trên ảnh CT mô phỏng đến chất lượng kế hoạch xạ trị VMAT cho bệnh ung thư đầu cổ
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: DỊ ẢNH TRONG CT MÔ PHỎNG
• 1.1. Kỹ thuật xạ trị VMAT và chụp ảnh CT mô phỏng
• 1.2. Dị ảnh trên ảnh CT
• 1.2.1. Hiệu ứng làm cứng chùm tia Beam Hardening [4]
• 1.2.2. Dị ảnh dạng vệt Streak Artifacts [4]
• 1.2.3. Dị ảnh dạng ring cưa View Aliasing [4]
• 1.2.4. Nguyên nhân dị ảnh [5]
• 1.2.5. Một số vấn đề cần giải quyết
• 1.3. Các phương pháp khắc phục ảnh hưởng của dị ảnh
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Xác định đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Xử lý dị ảnh
• 2.3. Kiểm chứng kết quả hiệu chỉnh
• 2.3.1. Chỉ số trùng khớp CI [11]
• 2.3.2. Chỉ số đồng nhất HI [12]
• 2.3.3. Chỉ số Gamma Pass Rate
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả hình ảnh CT sau khi đã hiệu chỉnh
• 3.2. Kết quả hiệu chỉnh ảnh CT tới phân bố liều xạ trị
• 3.2.1. Phân bố liều tới các PTV
• 3.2.2. Phân bố liều trên các OAR
• 3.2.3. Chỉ số CI và HI
• 3.2.4. Chỉ số Gamma Pass Rate
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH KHOA HỌC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Ảnh Hưởng Dị Ảnh CT Mô Phỏng Ung thư đầu cổ

Với bệnh nhân ung thư đầu cổ, xạ trị là phương pháp điều trị chính do vị trí của nhiều cơ quan quan trọng gần nhau. Kỹ thuật xạ trị VMAT hiện đại giúp đưa liều cao đến khối u, giảm thiểu ảnh hưởng đến mô lành. Quy trình chụp CT mô phỏng đóng vai trò quan trọng trong lập kế hoạch và điều trị. Chất lượng ảnh tốt tăng độ chính xác, tuy nhiên, chất lượng ảnh có thể giảm do thiết bị, kỹ thuật chụp và đặc biệt là sự hiện diện của các bộ phận kim loại. Dị ảnh artifacts CT mô phỏng dạng vệt thường bị bỏ qua, gây ảnh hưởng đến độ chính xác. Các cơ chế gây dị ảnh do kim loại liên quan đến vật liệu và mô xung quanh. Khi tái tạo ảnh, việc loại bỏ kim loại không triệt tiêu hoàn toàn dị ảnh, đặc biệt khi có chuyển động. Do đó, nghiên cứu ảnh hưởng dị ảnh artifacts đến chất lượng kế hoạch xạ trị VMAT là cần thiết để nâng cao chất lượng điều trị và cải thiện chất lượng sống. Một số phương pháp đã được sử dụng để xử lý dị ảnh, nhưng vẫn còn những hạn chế nhất định.

1.1. Vai trò CT mô phỏng trong xạ trị VMAT ung thư đầu cổ

CT mô phỏng cung cấp hình ảnh ba chiều cần thiết cho lập kế hoạch xạ trị. Kỹ thuật viên cố định bệnh nhân ở tư thế thích hợp, sử dụng mặt nạ, gối và vacuum bag. Các dấu xăm nhỏ được sử dụng làm điểm tham chiếu cho mỗi lần điều trị. Chất lượng ảnh CT mô phỏng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng lập kế hoạch và điều trị. Ảnh chất lượng tốt tăng độ chính xác trong đánh giá và lập kế hoạch.

1.2. Thách thức từ dị ảnh kim loại trong ảnh CT mô phỏng

Chất lượng ảnh CT mô phỏng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm thiết bị, kỹ thuật chụp và tình trạng bệnh nhân. Đặc biệt, chất lượng ảnh giảm đáng kể khi có các bộ phận kim loại, ví dụ như răng giả hoặc chất hàn răng, tạo ra dị ảnh dạng vệt. Dị ảnh do kim loại gây ra các hiện tượng như cứng chùm tia, tán xạ, làm ảnh hưởng đến độ chính xác của ảnh CT. Việc này dẫn đến khó khăn trong việc xác định chính xác vị trí và kích thước khối u, cũng như các cơ quan nguy cấp, ảnh hưởng trực tiếp đến lập kế hoạch và điều trị.

1.3. Các phương pháp hiệu chỉnh dị ảnh artifacts Tổng quan và hạn chế

Nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và sử dụng để xử lý dị ảnh. Yusung Kim (2006) hiệu chỉnh tất cả các điểm ảnh về mật độ nước, tuy nhiên, phương pháp này không thực sự sát với thực tế. Chun-I Lin (2018) và Kenta Kitagawa (2020) đưa các giá trị HU/ED về giá trị của nước, nhưng giá trị CT của nước và mô mềm khác nhau, dẫn đến kết quả chưa tối ưu. Do đó, cần có phương pháp xác định vị trí vùng dị ảnh, tính toán giá trị Relative HU/ED, sau đó hiệu chỉnh bằng cách gán giá trị đúng cho cơ quan hoặc mô mềm để có kết quả tính toán phân bố liều chính xác hơn. "Trong nghiên cứu này, các vùng có dị ảnh artifacts đã được xác định và hiệu chỉnh sử dụng phần mềm Monaco."

II. Phương Pháp Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Dị Ảnh Chi tiết Cách thực hiện

Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của dị ảnh artifacts đến chất lượng kế hoạch xạ trị. Mục tiêu là xác định và xử lý dị ảnh bằng chức năng FORCE ED trên phần mềm Monaco, đánh giá ảnh hưởng của điều chỉnh đến phân bố liều. Quá trình nghiên cứu bao gồm: Xác định đối tượng nghiên cứu, xử lý dị ảnh, kiểm chứng kết quả bằng cách lập kế hoạch VMAT với số cung khác nhau và đánh giá dựa trên phân bố liều và các chỉ số.

2.1. Xác định đối tượng nghiên cứu và thu thập dữ liệu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm 20 bệnh nhân ung thư đầu cổ có cấy ghép kim loại trong khoang miệng, được chỉ định xạ trị VMAT, sử dụng mặt nạ nhiệt 5 điểm cố định vùng đầu cổ vai. Dữ liệu hình ảnh CT được thu thập sau khi bệnh nhân được chỉ định xạ trị. Kỹ thuật viên cố định bệnh nhân ở tư thế thích hợp, sử dụng các dụng cụ cố định theo chỉ định của bác sĩ. Các dấu xăm nhỏ được sử dụng như những điểm tham chiếu trong mỗi lần đặt bệnh nhân điều trị.

2.2. Quy trình xử lý dị ảnh và hiệu chỉnh trên phần mềm Monaco

Dị ảnh trong bộ dữ liệu ảnh CT mô phỏng được xác định thông qua cách xác định thủ công vùng có cùng độ lớn dựa trên các tiêu chí như giá trị HU, giá trị ED. Các vùng dị ảnh có vệt sáng hoặc tối thuộc khoang miệng được xác định thông qua việc vẽ thủ công đường bao và hiệu chỉnh bằng cách gán với số CT của khoang miệng, tương tự vùng ngoài khoang miệng phía hai bên gần da được xác định và hiệu chỉnh bằng cách gán với số CT của mô mềm. Chức năng FORCE ED trên phần mềm lập hoạch được lựa chọn để thực hiện công việc đưa giá trị vùng có số CT cao về giá trị đúng. Số CT được hiểu chính là đơn vị HU hoặc mật độ điện tử ED, việc thay đổi số CT đồng nghĩa với việc thay đổi giá trị ED.

2.3. Các chỉ số đánh giá CI HI và Gamma Pass Rate

Các chỉ số được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của việc khắc phục dị ảnh artifacts bao gồm: độ trùng khớp liều CI, độ đồng nhất HI, liều trung bình và liều tối đa tới các thể tích PTV và OAR dựa trên biểu đồ thể tích liều lượng DVH. Các kế hoạch được kiểm tra chất lượng QA trên Arccheck và đánh giá theo phương pháp Gamma Index. Chỉ số Gamma Pass Rate là công cụ hiệu quả trong việc đánh giá mức độ tương đồng giữa phân bố liều tính toán và thực tế.

III. Kết Quả Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Dị Ảnh Đến Phân Bố Liều

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu chỉnh dị ảnh có ảnh hưởng đáng kể đến phân bố liều. Hình ảnh CT sau hiệu chỉnh cho thấy sự khác biệt rõ ràng so với ảnh gốc. Phân bố liều điểm, giá trị trung bình đến PTV, HI và CI đều có sự thay đổi. Các kế hoạch VMAT được lập trên ảnh CT đã hiệu chỉnh cho kết quả tốt hơn so với ảnh CT gốc.

3.1. So sánh hình ảnh CT trước và sau hiệu chỉnh Chất lượng ảnh

Hình ảnh CT sau khi khắc phục dị ảnh sử dụng chức năng FORCE ED cho thấy sự khác biệt rõ ràng. Các vùng dị ảnh dạng vệt sáng và tán xạ từ kim loại đã biến mất, mật độ các mô mềm đã có phân bố tương tự như bệnh nhân không có kim loại trong khoang miệng. Về mặt hình ảnh, các mô được thể hiện tốt hơn, rõ rệt hơn so với trước khi hiệu chỉnh, chất lượng ảnh chụp rõ ràng hơn.

3.2. Ảnh hưởng của hiệu chỉnh dị ảnh đến phân bố liều điểm

Phân bố liều điểm của kế hoạch trước và sau khi hiệu chỉnh số CT có sự khác biệt khá lớn đối với cơ quan lành, đặc biệt là vùng hai bên má, sai khác có thể lên tới 1000cGy. Điều này thể hiện rõ liều thực tế ở trên má và cơ quan lành xung quanh cao hơn rất nhiều so với kế hoạch trên CT gốc, dẫn đến liều thực tế tại cơ quan lành có thể cao hơn giá trị cho phép mà kế hoạch vẫn được chấp nhận. Khả năng xảy ra các biến chứng do bức xạ sẽ cao hơn so với kế hoạch thông thường.

3.3. Đánh giá phân bố liều tới PTV và OARs sau hiệu chỉnh

Các giá trị liều trung bình tới PTV70 của các kế hoạch lập trên CT hiệu chỉnh cho giá trị thấp hơn so với các kế hoạch lập trên CT gốc. Các giá trị liều cao Dmax mà thể tích PTV70 nhận được từ kế hoạch 1 cung lập trên cả hai chuỗi ảnh CT gốc và hiệu chỉnh cao hơn ngưỡng giới hạn cho phép, có thể gây ra tình trạng cháy, bỏng da. Liều lượng mà các cơ quan lành nhận được từ các kế hoạch được lập trên CT hiệu chỉnh thấp hơn CT gốc.

IV. So Sánh Các Kế Hoạch Xạ Trị VMAT CT Gốc và CT Hiệu Chỉnh

Việc so sánh các kế hoạch xạ trị VMAT được lập trên CT gốc và CT đã hiệu chỉnh cho thấy sự cải thiện về chất lượng kế hoạch sau khi hiệu chỉnh dị ảnh. Các chỉ số CI, HI, Gamma Pass Rate đều cho thấy sự khác biệt.

4.1. So sánh chỉ số HI độ đồng nhất và CI độ trùng khớp liều

Giá trị trung bình chỉ số HI cao nhất ở kế hoạch một cung SA (1,09) trên cả hai chuỗi ảnh CT gốc và CT đã hiệu chỉnh, không có sự khác biệt giữa các kế hoạch còn lại được lập trên cả hai chuỗi ảnh. Giá trị trung bình chỉ số CI thấp nhất ở kế hoạch một cung SA (0,73 trên CT gốc; 0,74 trên CT hiệu chỉnh), không có sự khác biệt nhiều ở các kế hoạch còn lại được lập trên cả hai chuỗi CT.

4.2. Đánh giá chỉ số Gamma Pass Rate Chất lượng kế hoạch xạ trị

Giá trị trung bình chỉ số Gamma Passrate của bốn kế hoạch một cung SA, hai cung DA, ba cung TA, bốn cung QA được lập trên chuỗi ảnh CT đã hiệu chỉnh cho kết quả cao hơn so với kế hoạch được lập trên CT gốc. Kết quả nghiên cứu hiện tại phù hợp với kết quả nghiên cứu của tác giả Manuel Maerz và cộng sự (2014).

4.3. Đối chiếu kết quả với các nghiên cứu trước Tổng quan

Bảng so sánh kết quả nghiên cứu hiện tại và các nhóm nghiên cứu trước cho thấy các phương pháp khắc phục dị ảnh đều có mục tiêu đưa giá trị HU/ED về giá trị gần đúng của mô. Tuy nhiên hiệu quả có thể khác nhau phụ thuộc vào phương pháp hiệu chỉnh và khu vực nghiên cứu.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Hướng Phát Triển Kế Hoạch Xạ Trị VMAT

Nghiên cứu này cung cấp một phương pháp thực tiễn để giảm thiểu ảnh hưởng của dị ảnh artifacts đến kế hoạch xạ trị VMAT. Việc hiệu chỉnh dị ảnh trên phần mềm lập kế hoạch giúp cải thiện độ chính xác tính toán liều, mang lại lợi ích cho bệnh nhân.

5.1. Ưu điểm và hạn chế của phương pháp hiệu chỉnh dị ảnh hiện tại

Việc hiệu chỉnh dị ảnh ngay trên phần mềm lập kế hoạch không hẳn là phương pháp tối ưu nhất nhưng cũng phần nào giảm thiểu sai số không đáng có trong tính toán, đem lại chất lượng kế hoạch tốt hơn cũng như cải thiện chất lượng sống cho người bệnh. Phương pháp này có ưu điểm rẻ tiền, đơn giản, ít tốn thời gian, có thể được các kỹ sư dễ dàng nắm bắt và thực hiện.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo về hiệu chỉnh dị ảnh

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các thuật toán hiệu chỉnh dị ảnh tự động, chính xác hơn, giảm thiểu sự can thiệp thủ công của kỹ sư. Nghiên cứu cũng cần xem xét ảnh hưởng của dị ảnh đến các kỹ thuật xạ trị khác, ví dụ như xạ trị proton.

5.3. Đánh giá lâm sàng và lợi ích cho bệnh nhân ung thư đầu cổ

Cần thực hiện các nghiên cứu lâm sàng để đánh giá hiệu quả của việc hiệu chỉnh dị ảnh đến kết quả điều trị và chất lượng sống của bệnh nhân ung thư đầu cổ. Việc này bao gồm so sánh kết quả điều trị của bệnh nhân được xạ trị với kế hoạch có hiệu chỉnh dị ảnh và bệnh nhân được xạ trị với kế hoạch không hiệu chỉnh dị ảnh.

VI. Kết Luận Nghiên Cứu Ảnh Hưởng và Cải Thiện Kế Hoạch VMAT

Nghiên cứu đã chứng minh ảnh hưởng của dị ảnh artifacts đến chất lượng kế hoạch xạ trị VMAT cho bệnh nhân ung thư đầu cổ. Việc sử dụng chức năng FORCE ED trên phần mềm Monaco giúp giảm thiểu ảnh hưởng này, cải thiện độ chính xác tính toán liều và mang lại lợi ích cho bệnh nhân.

6.1. Tóm tắt các kết quả chính của nghiên cứu về ảnh hưởng dị ảnh

Các kết quả chính của nghiên cứu cho thấy rằng dị ảnh có thể ảnh hưởng đáng kể đến phân bố liều, đặc biệt là ở các cơ quan lành. Việc hiệu chỉnh dị ảnh có thể cải thiện độ chính xác của phân bố liều và giảm thiểu liều lượng đến các cơ quan lành.

6.2. Tính ứng dụng của kết quả nghiên cứu trong thực hành lâm sàng

Kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng để cải thiện quy trình lập kế hoạch xạ trị VMAT cho bệnh nhân ung thư đầu cổ có cấy ghép kim loại. Việc hiệu chỉnh dị ảnh nên được xem xét như một phần quan trọng của quy trình lập kế hoạch.

6.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo và triển vọng trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp hiệu chỉnh dị ảnh tự động và chính xác hơn. Các nghiên cứu lâm sàng cần được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc hiệu chỉnh dị ảnh đến kết quả điều trị và chất lượng cuộc sống của bệnh nhân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong quy trình xạ trị điều biến thể tích (VMAT - Volumetric Modulated Arc Therapy) đối với ung thư vùng đầu cổ, chất lượng hình ảnh chụp cắt lớp vi tính (CT) mô phỏng giữ vai trò nền tảng quyết định trực tiếp đến độ chính xác của kế hoạch phân bố liều lượng bức xạ. Tuy nhiên, theo các thống kê lâm sàng, dị ảnh dạng vệt xuất hiện trong khoảng 21% số ca quét chụp CT mô phỏng, chủ yếu bắt nguồn từ các vật liệu trám răng kim loại, răng giả hoặc thiết bị cấy ghép nha khoa có mật độ khối rất cao. Sự hiện diện của kim loại gây ra hiệu ứng làm cứng chùm tia (beam hardening) và hiện tượng tán xạ quang phổ photon, làm biến dạng nghiêm trọng hệ số suy giảm tuyến tính. Hậu quả là các điểm ảnh xung quanh bị sai lệch giá trị đơn vị Hounsfield (HU) lên tới trên 900 HU và giá trị mật độ điện tử tương đối (ED) bị đẩy lên mức 1,523, dẫn tới tính toán sai liều lượng thực tế tới các thể tích điều trị (PTV) và các cơ quan nguy cấp (OAR).

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Hạt nhân của tác giả Vũ Thị Lệ, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Nguyễn Tất Thắng tại Viện Vật lý Kỹ thuật - Đại học Bách Khoa Hà Nội phối hợp cùng Khoa Vật lý Xạ trị - Bệnh viện K (hoàn thành tháng 10/2022), đã tập trung giải quyết vấn đề cấp thiết này. Nghiên cứu thực hiện đánh giá định lượng tác động của dị ảnh kim loại trên tập dữ liệu 20 bệnh nhân ung thư đầu cổ được chỉ định xạ trị VMAT với tổng liều 69,96 Gy chia làm 33 phân liều (2,12 Gy/phân liều). Thay vì áp dụng phương pháp gán toàn bộ vùng dị ảnh về mật độ nước đồng nhất (ED = 1,0) vốn tồn tại nhiều sai số, tác giả đã ứng dụng công cụ FORCE ED trên hệ thống lập kế hoạch điều trị Monaco để định lượng và hiệu chỉnh chính xác mật độ điện tử tương đối thực tế của từng mô giải phẫu (khoang miệng đạt ED từ 1,041 đến 1,059; vùng má đạt ED từ 0,975 đến 1,000). Kết quả nghiên cứu mang lại ý nghĩa lâm sàng sâu sắc khi nâng chỉ số kiểm chuẩn Gamma Pass Rate (tiêu chuẩn 3%/3mm) lên tới 98,30% và ngăn ngừa sai lệch liều lượng cục bộ tại mô lành có thể vượt quá 1000 cGy, giúp tối ưu hóa kiểm soát khối u và giảm thiểu nguy cơ biến chứng muộn cho người bệnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng vật lý bức xạ tương tác với vật chất và các lý thuyết đo liều lượng xạ trị tiên tiến:

Thứ nhất là Lý thuyết suy giảm chùm tia photon và cơ chế tạo dị ảnh CT. Chùm tia X trong máy CT chẩn đoán là chùm đa phổ năng lượng (polychromatic). Khi đi qua vật chất mật độ cao như kim loại cấy ghép, các photon năng lượng thấp bị hấp thụ mạnh hơn rất nhiều so với photon năng lượng cao, dẫn tới hiệu ứng làm cứng chùm tia (Beam Hardening) và làm dịch chuyển phổ năng lượng trung bình sang phía bên phải. Hiện tượng này kết hợp với hiệu ứng tán xạ quang phổ và giới hạn dải động của đầu dò (detector) tạo ra các dị ảnh dạng vệt sáng tối xen kẽ (Streak Artifacts) và dị ảnh răng cưa (View Aliasing), làm sai lệch mối tương quan giữa đơn vị Hounsfield (HU) và mật độ điện tử tương đối (ED - Electron Density). Do mật độ điện tử là thông số vật lý trực tiếp chi phối tương tác Compton và tạo liều hấp thụ trong mô, sai số ED dẫn tới sai lệch nghiệm giải tích phương trình vận chuyển bức xạ.

Thứ hai là Lý thuyết xạ trị điều biến thể tích VMAT và thuật toán tối ưu hóa Monte Carlo. Kỹ thuật VMAT cho phép đầu phát tia quay liên tục 360 độ quanh bệnh nhân với tốc độ biến thiên linh hoạt, đồng thời kết hợp thay đổi tốc độ liều và chuyển động của bộ chuẩn trực đa lá (MLC). Thuật toán Monte Carlo tích hợp trên phần mềm lập kế hoạch Monaco tính toán liều lượng dựa trên mô phỏng ngẫu nhiên hàng triệu lịch sử hạt photon và electron thứ cấp trong môi trường voxel 3D, đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối của ma trận mật độ vật chất đầu vào.

Nghiên cứu vận dụng ba khái niệm và chỉ số đánh giá chuẩn mực quốc tế: Chỉ số trùng khớp liều (Conformity Index - CI Paddick, giá trị lý tưởng tiến về 1,0), Chỉ số đồng nhất liều (Homogeneity Index - HI, tính theo công thức hiệu số liều D5% và D95% chia cho liều chỉ định, giá trị lý tưởng tiến về 0) và Chỉ số kiểm chuẩn Gamma Index (Gamma Pass Rate) theo khuyến cáo AAPM TG-119 nhằm định lượng mức độ tương đồng giữa phân bố liều tính toán lý thuyết và phân bố liều đo đạc thực tế.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tiến hành phương pháp thực nghiệm lâm sàng hồi cứu trên cỡ mẫu gồm 20 bệnh nhân ung thư vùng đầu cổ có cấy ghép kim loại nha khoa tại Bệnh viện K trong giai đoạn 2020 - 2022. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nhằm thu thập các ca bệnh đại diện có mức độ phát sinh dị ảnh kim loại rõ rệt tại khoang miệng và tầng giữa mặt. Toàn bộ bệnh nhân đều được cố định ở tư thế nằm ngửa chuẩn hóa bằng mặt nạ nhiệt 5 điểm đầu - cổ - vai và chụp CT mô phỏng trên hệ thống chuyên dụng.

Quy trình xử lý dữ liệu và phân tích liều lượng gồm các bước tuần tự:

• Xác định và hiệu chỉnh dị ảnh: Trên hệ thống Monaco phiên bản 5.02, tác giả sử dụng công cụ Image Statistics để khoanh vùng thể tích quan tâm (ROI) tại các lát cắt không có dị ảnh nhằm xác định giá trị mật độ điện tử nền chuẩn của từng cấu trúc giải phẫu. Sau đó, đường bao vùng dị ảnh (khoang miệng và vùng má ngoài) được vẽ thủ công và áp dụng chức năng FORCE ED để ép các điểm ảnh sai lệch về giá trị mật độ điện tử thực tế.
• Thiết kế kế hoạch xạ trị: Trên chùm tia photon 6 MV của máy gia tốc tuyến tính, mỗi bệnh nhân được lập đồng thời 08 kế hoạch VMAT với tổng liều chỉ định 69,96 Gy (2,12 Gy/phân liều, 33 phân liều) ứng với 4 cấu hình cung quay: một cung (SA - Single Arc, góc quay từ 181 đến 179 độ theo chiều kim đồng hồ), hai cung (DA - Double Arc, kết hợp hai cung thuận nghịch), ba cung (TA - Triple Arc) và bốn cung (QA - Quadruple Arc) trên cả hai bộ dữ liệu CT gốc và CT đã hiệu chỉnh. Lý do lựa chọn thuật toán tính toán Monte Carlo là vì đây là thuật toán tiêu chuẩn vàng chính xác nhất hiện nay trong việc mô phỏng bức xạ qua các môi trường không đồng nhất.
• Kiểm chuẩn chất lượng liều lượng (QA): Mỗi kế hoạch điều trị được chuyển đổi sang kế hoạch kiểm chuẩn tương ứng trên thiết bị phantom 3D bán dẫn hình trụ ArcCHECK. Phân bố liều đo đạc thực tế được đối chiếu với ma trận liều tính toán mô phỏng thông qua phần mềm phân tích Gamma Index với tiêu chuẩn nghiêm ngặt 3%/3mm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện cốt lõi mang tính định lượng rõ rệt:

Thứ nhất, việc hiệu chỉnh bằng chức năng FORCE ED đã khôi phục hoàn toàn tính trung thực của cấu trúc giải phẫu trên ảnh CT. Trước hiệu chỉnh, điểm ảnh tại vùng dị ảnh khoang miệng có giá trị HU lên tới 949 và mật độ điện tử ED đạt 1,523 (hoặc điểm dị ảnh vùng má có HU đạt 847 và ED đạt 1,451). Sau khi can thiệp FORCE ED, giá trị HU được đưa về mức 33 với ED là 1,041 tại khoang miệng và HU giảm về âm 25 với ED là 0,975 tại vùng má. Điều này giúp loại bỏ hoàn toàn các vệt sáng chói và vùng tối giả tạo, tái lập bề mặt phân bố mật độ mô mềm tương đồng với bệnh nhân bình thường.

Thứ hai, độ bao phủ thể tích điều trị đích (PTV) tăng trưởng đáng kể trên chuỗi ảnh CT hiệu chỉnh. Tại mức liều chỉ định 60 Gy tới PTV60 và 54 Gy tới PTV54 ở kế hoạch 1 cung (SA), tỷ lệ thể tích nhận đủ 95% liều chỉ định (V95%) trên CT gốc chỉ đạt 91,78% (PTV60) và 89,05% (PTV54) - thấp hơn ngưỡng yêu cầu lâm sàng là 95%. Sau khi hiệu chỉnh CT, chỉ số V95% của kế hoạch SA đã tăng vượt bậc lên mức 95,22% (tăng 3,44% đối với PTV60) và đạt 95,79% (tăng 6,74% đối với PTV54), đưa toàn bộ các kế hoạch vượt qua ngưỡng nghiệm thu lâm sàng. Giá trị liều trung bình Dmean tới PTV70 của kế hoạch SA trên CT hiệu chỉnh là 7336 cGy so với 7350 cGy trên CT gốc; kế hoạch DA đạt 7210 cGy so với 7225 cGy trên CT gốc.

Thứ ba, phát hiện sai lệch nghiêm trọng về liều cục bộ tại mô lành nếu không xử lý dị ảnh. Khi phân tích phân bố liều điểm tại cấu trúc má, liều trung bình trên CT gốc chỉ ghi nhận 2636 cGy nhưng trên CT hiệu chỉnh liều thực tế lên tới 3786 cGy (chênh lệch liều thực tế cao hơn tới 1150 cGy). Liều tối đa Dmax tại điểm khảo sát vùng má trên CT hiệu chỉnh đạt 4068 cGy so với 2977 cGy trên CT gốc. Đối với các cơ quan nguy cấp OAR, liều tối đa Dmax trên CT hiệu chỉnh đều giảm về ngưỡng an toàn: thân não giảm từ 5178 cGy xuống 5149 cGy (kế hoạch SA), tủy sống giảm từ 4323 cGy xuống 4254 cGy, thủy tinh thể giảm từ 705 cGy xuống 662 cGy (dưới ngưỡng 700 cGy), và xương hàm giảm từ 7103 cGy xuống 7002 cGy (dưới ngưỡng 7000 cGy).

Thứ tư, chỉ số kiểm chuẩn chất lượng Gamma Pass Rate (3%/3mm) trên thiết bị ArcCHECK của chuỗi ảnh CT hiệu chỉnh cao hơn rõ rệt so với CT gốc trên mọi cấu hình cung quay. Cụ thể: kế hoạch SA tăng từ 96,75% lên 97,45%; kế hoạch DA tăng từ 97,45% lên 98,30%; kế hoạch TA tăng từ 97,15% lên 97,97%; và kế hoạch QA tăng từ 97,15% lên 98,05%. Trong đó, cấu hình 2 cung (DA) trên chuỗi ảnh hiệu chỉnh mang lại giá trị Gamma Pass Rate xuất sắc nhất là 98,30%.

Thảo luận kết quả

Khi phân tích cơ chế vật lý của thuật toán Monte Carlo, sự tồn tại của các vệt dị ảnh có giá trị mật độ điện tử cao giả tạo (ED từ 1,357 đến 1,523) khiến thuật toán dự đoán chùm tia bị suy giảm năng lượng quá mức khi xuyên qua vùng này. Do đó, hệ thống lập kế hoạch tự động bù liều bằng cách tăng thời gian mở của các lá MLC hoặc tăng chỉ số đơn vị phát xạ (MU). Khi chùm tia thực tế đi qua mô mềm bệnh nhân (nơi mật độ ED thực chỉ khoảng 0,975 đến 1,059 chứ không cao như trên CT gốc), năng lượng bức xạ hấp thụ thực tế tại các mô lành xung quanh như niêm mạc má, xương hàm và khoang miệng sẽ bị đẩy lên rất cao. Đây chính là nguyên nhân giải thích vì sao liều điểm đo đạc tại vùng má trên CT hiệu chỉnh lại cao hơn CT gốc tới hơn 1000 cGy. Nếu kỹ sư vật lý y khoa không hiệu chỉnh dị ảnh, kế hoạch xạ trị nhìn trên phần mềm có vẻ an toàn nhưng thực tế bệnh nhân lại bị phơi nhiễm liều độc tính vượt ngưỡng cho phép, dẫn tới viêm loét niêm mạc miệng, hoại tử xương hàm hoặc cháy bỏng da cổ.

Khi biểu diễn dữ liệu qua biểu đồ cột phân bố liều Dmax tới PTV70 và biểu đồ liều tích lũy theo thể tích (DVH), kế hoạch 1 cung (SA) trên cả hai chuỗi ảnh đều ghi nhận Dmax vượt mức 7700 cGy (vượt ngưỡng 110% liều chỉ định khoảng 2% đến 3%). Ngược lại, các cấu hình đa cung (DA, TA, QA) duy trì đường đẳng liều bao quanh PTV vô cùng đồng đều với chỉ số HI đạt 1,05 đến 1,06 và chỉ số CI đạt 0,80 đến 0,81. Kế hoạch DA giúp mở rộng bậc tự do trong điều chế chùm tia, tối ưu hóa các phân đoạn phân liều mà không làm kéo dài thời gian phát tia như cấu hình 3 cung hoặc 4 cung.

So sánh với các công bố quốc tế, phương pháp của nghiên cứu này cho thấy sự vượt trội về độ chính xác vật lý. Tác giả Yusung Kim và cộng sự (2006) khi nghiên cứu IMRT hay Chun-I Lin và cộng sự (2018), Kenta Kitagawa và cộng sự (2020) khi nghiên cứu VMAT đều áp dụng kỹ thuật gán đồng nhất vùng dị ảnh về giá trị của nước (ED = 1,0; HU = 0). Tuy nhiên, bảng so sánh đối chiếu cho thấy mật độ điện tử của mô mềm khoang miệng thực tế dao động từ 1,044 đến 1,061, còn mô đệm dưới da má dao động từ 0,975 đến 1,028. Việc ép chung về ED = 1,0 của các tác giả tiền nhiệm vẫn gây ra độ lệch liều khoảng 1,5% đến 2,8%. Kết quả chỉ số Gamma Pass Rate của nghiên cứu này trên kế hoạch hiệu chỉnh (98,30%) hoàn toàn tương đồng và củng cố vững chắc cho kết luận của tác giả Manuel Maerz và cộng sự (2014) với tỷ lệ đạt 99,0% trên môi trường phantom, khẳng định tính khả thi vượt trội khi triển khai trực tiếp trên phần mềm thương mại tại các bệnh viện ung bướu tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng thực nghiệm thu được từ luận văn, 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và lâm sàng được đề xuất nhằm chuẩn hóa quy trình xạ trị cho bệnh nhân ung thư đầu cổ có cấy ghép kim loại:

Thứ nhất, ban hành quy trình thao tác chuẩn (SOP) về hiệu chỉnh dị ảnh bằng công cụ FORCE ED trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị (TPS). Các kỹ sư vật lý y khoa và chuyên viên lập kế hoạch (dosimetrist) cần dành thời gian từ 15 đến 20 phút trước khi tính toán liều để kiểm tra chuỗi ảnh CT mô phỏng, vẽ đường bao thủ công vùng dị ảnh khoang miệng và vùng má ngoài, sau đó sử dụng công cụ Image Statistics để lấy giá trị mật độ điện tử trung bình tại các lát cắt mô lành không nhiễu gán trực tiếp vào cấu trúc dị ảnh. Target metric là triệt tiêu 100% các điểm ảnh có ED sai lệch lớn hơn 1,20 tại vùng mô mềm. Timeline áp dụng: triển khai thường quy ngay trong quý 1 năm công tác.

Thứ hai, ưu tiên chỉ định cấu hình VMAT hai cung quay (Double Arc - DA) làm phác đồ xạ trị tiêu chuẩn cho ung thư vùng đầu cổ. Các đơn vị lâm sàng cần chấm dứt việc sử dụng kỹ thuật 1 cung (SA) cho các ca bệnh có cấy ghép nha khoa nhằm triệt tiêu hiện tượng đỉnh liều quá mức Dmax vượt 7700 cGy tại mô dưới da cổ, đồng thời hạn chế dùng cấu hình 3 hay 4 cung để tiết kiệm 40% thời gian chiếu xạ trên máy gia tốc và giảm tải liều tán xạ toàn thân (MU thấp hơn). Target metric: đạt chỉ số CI lớn hơn hoặc bằng 0,80 và chỉ số HI nhỏ hơn hoặc bằng 1,06.

Thứ ba, thiết lập quy trình kiểm chuẩn chất lượng tiền điều trị (Pre-treatment QA) bắt buộc bằng thiết bị đo liều 3D ArcCHECK kết hợp phần mềm Gamma Index. Tiêu chuẩn nghiệm thu kỹ thuật lâm sàng đối với các ca xạ trị đầu cổ có hiệu chỉnh dị ảnh phải đạt tỷ lệ Gamma Pass Rate lớn hơn hoặc bằng 98,0% với dung sai 3%/3mm và ngưỡng cut-off 10%. Timeline thực hiện: định kỳ 100% trước buổi xạ đầu tiên của bệnh nhân.

Thứ tư, tối ưu hóa kỹ thuật chụp CT mô phỏng tại phòng máy chụp. Kỹ thuật viên chẩn đoán hình ảnh và xạ trị cần hướng dẫn chi tiết người bệnh giữ cố định vị trí vòm họng, tránh cử động nuốt hoặc chuyển động cơ hàm trong suốt quá trình phát tia quét CT kéo dài 30 đến 45 giây. Kết hợp sử dụng mặt nạ nhiệt 5 điểm cố định đầu - cổ - vai có độ đàn hồi cao nhằm giảm thiểu tối đa dị ảnh do chuyển động cơ học. Timeline hoàn thiện đào tạo kỹ thuật viên: trong vòng 3 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật chuyên sâu, là tài liệu tham khảo thiết yếu cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Kỹ sư Vật lý Y khoa và Chuyên viên lập kế hoạch xạ trị (Dosimetrists): Tài liệu cung cấp hướng dẫn chi tiết từng bước về cách sử dụng công cụ FORCE ED và Image Statistics trên phần mềm Monaco để xử lý dị ảnh kim loại nha khoa. Use case điển hình là giải quyết bài toán sai lệch mật độ điện tử và tối ưu hóa ma trận liều lượng Monte Carlo cho các ca xạ trị vùng hàm mặt phức tạp.
• Bác sĩ chuyên khoa Xạ trị Ung bướu (Radiation Oncologists): Luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chính xác về nguy cơ tăng liều thực tế tại niêm mạc má, tuyến mang tai và xương hàm (lên tới trên 1000 cGy). Giúp bác sĩ đánh giá đúng đắn biểu đồ liều thể tích DVH, đưa ra chỉ định thể tích PTV an toàn và tiên lượng chính xác các phản ứng phụ cấp và mạn tính của bệnh nhân.
• Kỹ thuật viên Xạ trị và Chẩn đoán hình ảnh: Hữu ích trong việc nắm bắt bản chất cơ chế tạo dị ảnh do chuyển động nuốt và hiệu ứng làm cứng chùm tia. Giúp kỹ thuật viên chuẩn hóa tư thế cố định bệnh nhân bằng mặt nạ nhiệt 5 điểm và tối ưu hóa các thông số quét kV/mAs trên máy chụp CT mô phỏng.
• Học viên Cao học, Nghiên cứu sinh ngành Vật lý Y khoa và Kỹ thuật Hạt nhân: Luận văn là hình mẫu chuẩn mực về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đo liều bức xạ, từ khâu thiết kế mô hình nghiên cứu, xử lý số liệu thống kê HU/ED, đến quy trình thẩm định kế hoạch điều trị bằng ma trận Gamma Index trên phantom ArcCHECK.

Câu hỏi thường gặp

Dị ảnh kim loại nha khoa làm sai lệch phân bố liều xạ trị VMAT như thế nào? Kim loại cấy ghép hấp thụ mạnh photon năng lượng thấp, gây hiệu ứng làm cứng chùm tia và tán xạ, khiến mật độ điện tử (ED) của mô mềm xung quanh bị tính toán sai lệch từ mức 1,0 lên tới 1,523 trên CT. Thuật toán Monte Carlo hiểu lầm đây là vật cản dày đặc nên tự động tăng cường mật độ chùm tia, dẫn tới liều bức xạ thực tế phát vào mô lành như niêm mạc má bị tăng vọt lên hơn 1000 cGy so với hiển thị trên kế hoạch gốc.

Chức năng FORCE ED trong phần mềm Monaco vận hành theo nguyên lý nào? FORCE ED cho phép người dùng can thiệp trực tiếp vào ma trận thể tích voxel bằng cách ghi đè thủ công giá trị mật độ điện tử thực tế lên các vùng dị ảnh. Kỹ sư sử dụng công cụ Image Statistics để đo giá trị ED trung bình của mô lành tương ứng tại các lát cắt không nhiễu (ví dụ khoang miệng là 1,041 và mô má là 0,975), sau đó gán giá trị chuẩn này vào đường bao dị ảnh để thuật toán tính toán phân bố liều chính xác.

Tại sao gán mật độ điện tử theo từng mô lại tốt hơn gán đồng nhất về nước (ED = 1,0)? Các nghiên cứu trước đây thường ép toàn bộ dị ảnh về nước (ED = 1,0; HU = 0), nhưng thực tế mô mềm khoang miệng có mật độ ED dao động từ 1,044 đến 1,061, trong khi mô mỡ má lại có ED từ 0,975 đến 1,028. Việc phân tách và gán giá trị ED thực tế cho từng cấu trúc giúp triệt tiêu sai số liều cục bộ 2% đến 3%, đảm bảo độ bao phủ PTV60 và PTV54 đạt chuẩn lâm sàng trên 95%.

Nên lựa chọn cấu hình mấy cung quay VMAT cho bệnh nhân ung thư đầu cổ có kim loại? Nghiên cứu chỉ ra rằng cấu hình 2 cung (Double Arc - DA) là tối ưu nhất. Cấu hình 1 cung (SA) có nguy cơ tạo đỉnh liều Dmax vượt ngưỡng 7700 cGy tại vùng cổ gần da, trong khi cấu hình 3 cung (TA) và 4 cung (QA) làm kéo dài thời gian chiếu xạ và tăng số đơn vị phát xạ MU. Kế hoạch DA đạt chỉ số kiểm chuẩn Gamma Pass Rate cao nhất là 98,30% với độ đồng nhất HI đạt 1,06.

Làm thế nào để kiểm chứng chất lượng kế hoạch xạ trị sau khi đã hiệu chỉnh dị ảnh? Kế hoạch sau khi tính toán trên Monaco được chuyển đổi sang kế hoạch kiểm chuẩn QA và chiếu xạ thực tế lên phantom bán dẫn 3D ArcCHECK. Dữ liệu đo đạc thực tế được so sánh với phân bố liều lý thuyết thông qua thuật toán Gamma Index. Kế hoạch đạt yêu cầu khi chỉ số Gamma Pass Rate vượt ngưỡng 95% (trong nghiên cứu này đạt 98,30%) theo tiêu chí dung sai liều 3% và khoảng cách tương đồng vị trí 3mm (3%/3mm).

Kết luận

• Luận văn đã định lượng thành công tác động tiêu cực của dị ảnh kim loại nha khoa trên ảnh CT mô phỏng đối với kế hoạch xạ trị VMAT, chỉ ra nguy cơ sai lệch liều lượng thực tế tại mô lành lên tới hơn 1000 cGy nếu không được can thiệp.
• Đề xuất và hoàn thiện quy trình xử lý dị ảnh thực nghiệm bằng công cụ FORCE ED trên hệ thống Monaco 5.02, hiệu chỉnh chính xác mật độ điện tử ED vùng khoang miệng về mức 1,041 và vùng má về mức 0,975 thay vì gán đồng nhất về nước như các nghiên cứu quốc tế trước đây.
• Khôi phục hoàn toàn độ bao phủ thể tích đích với V95% của PTV60 đạt 95,22% và PTV54 đạt 95,79%, đồng thời kiểm soát liều tối đa Dmax của các cơ quan nguy cấp OAR (thân não, tủy sống, thủy tinh thể, xương hàm) nằm hoàn toàn trong ngưỡng an toàn lâm sàng.
• Khẳng định cấu hình VMAT 2 cung (Double Arc) là lựa chọn tối ưu toàn diện về mặt phân bố liều và thời gian điều trị, nâng tỷ lệ kiểm chuẩn Gamma Pass Rate (3%/3mm) trên thiết bị ArcCHECK đạt đỉnh 98,30%.
• Mở ra giải pháp kỹ thuật đơn giản, tiết kiệm chi phí, không đòi hỏi phần mềm tái tạo ảnh đắt tiền, có khả năng chuyển giao và áp dụng thường quy ngay lập tức tại tất cả các trung tâm xạ trị ung bướu trên toàn quốc trong vòng 3 đến 6 tháng tới. Kính mời các chuyên gia, kỹ sư vật lý y khoa và đồng nghiệp cùng tham khảo, áp dụng và đóng góp ý kiến để hoàn thiện hơn nữa quy trình xạ trị chính xác cho người bệnh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Dị ảnh trong CT mô phông, giới thiệu vẻ công doạn chụp CT mô phỏng treng quy trình xạ trị VMAT, đị ảnh trên ảnh CT mê phỏng và các re phương pháp xử lý dị ảnh dang được sử dựng và nghiên cửu trên thẻ giới. Từ do, đưa ra phương hướng giải quyết cho vấn đề. Chương 2: Phương pháp nghiên cứu, trình bảy về phương pháp thực hiện xác định ving cd Artifact và hiệu chỉnh; đánh giả các thay đổi đạt được bằng cách lập kế hoạch VMAT lần lượi theo số cúng khác nhau trên phần mềm lập kế hoạch Monaoo tương ứng với các tập hợp ảnh CT gc và CT đã hiệu chính, các tiêu chí đánh giá kế hoạch cần sử đụng để so sánh. Chương 3: Kết quả và bàn hiện, đưa ra kết quả hình ảnh CT sau khi đã hiệu chỉnh, kết quả phân bồ liễu giữa các kế hoạch VMAT được lập lân lượt trên chuối ảnh T gốc và CT đã hiệu chỉnh thông qua các chứ số CT, HI, Dmax, Dmean.

của các PLV và OARs, kết quả kiểm chuẩn QA các kế hoạch trên Arecheck bang chi sé Gamma Index. DI ANH TRONG CT MO PHON 11 Kỹ thuậ xạ trị VMAT và chụp ảnh CT mô phỏng Xa tri dieu bien thé tich (VMAT-Volumetric Modulated Are Therapy) 1a một trong những kỹ thuật xạ trị tốt nhất hiện nay cho các khỏi u vùng dau cô. Trong kỹ thuật nảy, đầu máy phát tia chuyên động liên tục theo các cung tron trong suốt quá trình phát tia. Mức độ chỉnh xác của kỹ thuật nảy gần như tuyệt đối, đặc biệt khi thiết bị có thẻ kiểm tra được vị trí u cân xa trị một cách chính xác qua môi lần xạ thông qua hệ thông chụp hình cắt lớp ngay trên bản máy xạ Kỹ thuật xa trị với sur trợ giúp của hệ thiết bị như vậy được gọi lả xa trị dưới hướng dẫn hình ảnh.

Xa trị dưởi hướng dẫn hình ảnh lả việc sử dụng hình ảnh hai chiều (X- quang kỹ thuật số kV hoặc MV) hoặc 3 chiều (Cone-beam CT) chụp trước hoặc trong quả trình xạ trị đổi chiều với hình ảnh khi mô phỏng lập kể hoạch, dam bao vi trí bệnh nhân khi điêu trị thực tê đúng chính xác như khi mô phỏng (hình 1.1 Minh hoa hinh anh hai chien (kV) và 3 chiêu (CB chup trirée khi xa tri kiểm tra vị trí khối w cần xạ cũng như tư thể bệnh nhân trong méi lan điều trị Quy trình xạ trị VMAT được biêu diễn như trên hình 1. Bệnh nhân được chin đoán xác định mắc ung thư sẽ được đánh giá toàn trạng thái và chỉ định liệu pháp điều trị. Trong trường hợp có chỉ định xạ trị, dữ liệu cho việc lập kể hoạch sẽ được lấy trong quả trinh chụp CT mô phỏng. Các thể tich khỏi u, cơ quan lành cân bảo vệ, và liều xạ trị sẽ được xác định vả chỉ định bởi các bác sĩ xạ trị.

Kỹ sư vật lý y khoa tiền hảnh thiết lập cung quay, độ dài cung, tính toán liễu và tôi tu hóa kể hoạch. Sau đó bác sĩ xạ trị và kỹ sư vật lý y khoa sẽ đánh giá kế hoạch theo các tiêu chuẩn quốc tế ửng với từng ca bệnh. Nếu kế hoạch chưa đạt, kỹ sư phải lập lại kế hoạch cho đến khi đạt yêu cầu. Tiếp theo, kỹ sư vật lý y khoa sẽ ¿— * Chẩn đoán xác định * Chụp X-quang 2 * Đánh giá toàn trạng chiêu hàng ngày và *CT mô phỏng chụp 3 chiêu CBCT.

Cala ti + Xác định thể tích xạ «Theo đối quá trình trì điều trị + Lập kể hoạch xạ trị *QA trước điều trị tiên hành kiểm chuẩn QA kế hoạch trước khi đưa kể hoạch vào điều trị cho bệnh nhân.2 Sơ đồ khối quy trình xa trị VMAT cho bệnh nhân Như đã trình bảy ở trên, quá trình chụp ảnh mô phỏng, được thực hiện sau khi bệnh nhân được chỉ định xạ trị, bằng kỹ thuật chụp ảnh T hoặc kết hợp CT/MRL/PET. Chụp CT mô phỏng lả quét phân cơ thẻ bệnh nhân — vùng sẽ được. xạ trị - với tư thế của bệnh nhân trủng lặp với tư thế trong quả trình điều trị. Mục đích chính của bước chụp ảnh CT mô phỏng là cung cấp hình ảnh ba chiều của phần cơ thẻ của bệnh nhân được điều trị.

Do đỏ, chuối ảnh CT mô phỏng nảy rất cân thiết cho việc lập kế hoạch điều trị. Trong quá trình chụp mô phỏng, kỹ thuật viên cỏ định bệnh nhân ở tư thể thích hợp, thoải mái. Sử dụng các dụng cu cố định thích hợp theo chỉ định của bác sĩ như: mặt nạ, gối, vaccum bag. được minh họa trong hình 1.

Ngoài ra, kỹ thuật viên có thể xăm trên đa của bệnh nhân những dâu xăm nhỏ, dầu xăm nay được sử dụng như những điểm tham chiều trong mỗi lẫn đặt bệnh nhân điều trị Hinh 1.3 Làm mặt nạ 5 điểm cỗ định đầu cổ vai (trải); đặt tư thể và cô định bệnh nhân trong phòng chụp CT mô phỏng (phải) 1.2 Dị ảnh trên ảnh CT Trong quy trình xạ trị, kết quả của công đoạn chụp CT mô phỏng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của việc lập kế hoạch và điều trị. Chất lượng ảnh mô phỏng tốt sẽ gia tăng độ chỉnh xác trong đánh giả lập kế hoạch. Tuy nhiên, ảnh chụp CT mô phỏng thu được phụ thuộc vào nhiều yếu tổ khỏ kiểm soát như thiết bị, kỹ thuật chụp, bệnh nhân. dẫn đến chất lượng ảnh bị suy giảm; đôi khi đã tạo nên những sai lệch trong việc lập kế hoạch vả điều trị.

Đặc biệt, chất lượng ảnh suy giảm đáng kẻ khi cỏ các bất thường xuất hiện trên ảnh do các bộ phận kim loại được gắn vảo bệnh nhân. Ví dụ, các bệnh nhân ung thư đầu cỗ cỏ vẫn đẻ về răng miệng, sử dụng răng giả hoặc hàn răng, khi tiến hành chụp CT mô phỏng. cho ra hình ảnh xuất hiện các dị ảnh dạng vết và thường bị nhân viên lâm sảng bỏ qua. Trong các cơ chế gây ra dị ảnh do kim loại như trên, một số cơ chẻ liên quan.

đến vật liệu câu thành kim loại và một số cơ chế liên quan đẻn bản chất mô xung. quanh kim loại. Những yêu tổ chính lảm ảnh hưởng đến chất lượng ảnh bao gồm: hiệu ứng lảm cứng chim tia, di ảnh dạng vệt, vả dị ảnh răng cưa [4] 1.1 Hiệu ứng làm cứng chùm tia Beam Hardening |4] Phổ năng lượng chùm tia photon xạ trị là phỏ tia X bao gồm một chuối tập hợp các photon với các mức năng lượng khác nhau. Các thuật toán tái tạo phép chiếu ngược được sử dụng trong CT không giải quyết đây đủ bản chất đa năng.

lượng của nó, mả chỉ có thể xử lý sự suy giảm năng lượng phụ thuộc độ dày thông qua hệ số suy giảm tuyên tính. Khi tia X đi xuyên qua mô có mật độ cao ví dụ như xương được mình họa dưới hình 1.4, mức độ suy giảm cao gây ra quang, phê tia X trở nên cửng hơn nghĩa là năng lượng trung bình của nó tăng lên, bởi vỉ các photon năng lượng thấp bị hấp thụ nhanh hơn so với các photon năng lượng. Phổ tia X bị suy giảm vả thấp hơn năng lượng tia X được ưu tiên lảm suy giảm, dân đến sự chuyên dịch sang phải đặc trưng trong quang phỏ, được the hiện trên biểu đỏ quang phổ (hình 1. Kết quả làm cứng chủm tia dẫn đến dị ảnh xuất hiện dưới dạng vùng tôi (hình ảnh chèn với mũi tên vàng), Lat cất ở đâu, mức năng lượng 120 kV' 'Năng lượng trung bình (keV) # 8 88a ~— Biểu đỗ quang phổ tia X se 8 0 5 10 15 20 25 30 Dé diy (mm) Hình 1 4 Minh họa khải niệm hiệu mg cứng chùm tia Hiệu ứng làm cứng chủm tia thường xảy ra khi tồn tại các vật thể có mật đô khối lớn như xương hoặc kim loại cấy ghép mô.5 minh họa quả trinh làm cứng chủm tia từ bệnh nhân được cảy ghép kim loại hai bên hông.

Chủm tia X tương ứng với các đường giao nhau của cả hai mô cây ghép bằng kim loại được làm cứng đặc biệt và dị ảnh nhìn thấy trong ảnh CT là kết quả tử dạng quét này. Máy chụp CT sử dụng các phương pháp, thuật toán đơn giản để hiệu chỉnh độ cứng của chủm tia, tuy nhiên, do sự đơn giản đó, dị ảnh vẫn có thẻ xảy ra. Có the str dung phương pháp tái tạo hai lần mang lại giá trị hiệu chỉnh gân như tương đối đối với độ cửng chủm tia; tuy nhiên, các thuật toán như vậy thường không. được áp dụng trong hầu hết các cơ sở y tế.

ae G6Ebiãtl(MeisgidiôiahitbsiWeiing, Z\ “EEUMMEEEIhône Am Hình 1.5 Minh họa quả trình làm cứng chìm tia. Hình ảnh tải tao số của bệnh nhân có cấy ghép kim loại hai bền hông (hình bên phải), hình ảnh CT tái tao một bên hông (hình bên trai) cho thay dj ảnh xuất hiện là vùng tồi dưới dạng hình nêm 1.2 Di anh dang vét Streak Artifacts [4] Thuật ngữ dị ảnh được áp dụng khi có bắt kỳ sự khác biệt có hệ thống trên hình ảnh được tái tạo vả hệ số suy giảm thực của vật thể. Vì vậy, dị ảnh có thể được hiểu là sự biển dang hinh ảnh không liên quan đến vật thể được chụp. Trong các loại dị ảnh, dị ảnh dạng vệt cực kỳ phỏ biên chiếm khoảng 219% số lần quét trong một chuối ảnh.

Dị ảnh dang vệt (Hình 1.6a) xảy ra khi mức độ suy giảm của một vủng thẻ tích trong cơ thể bệnh nhân vượt quả dải động hoặc dải tuyển tỉnh của hệ thông dau do (detector). Chat han kim loại trong răng là một nguồn khả phô biển xảy ra đị ảnh dạng vệt, cũng như hau hết các thiết bị cây ghép cỏ thành phản kim loại đáng kẻ. Trong bộ dữ liệu chụp CT mô phỏng, khi tái tạo ảnh cho phép loại bỏ kim loại để tạo ra chât lượng hinh ảnh tốt. Tuy nhiên, đo một số tác nhân, chúng.

không thể triệt tiêu hoản toản, dẫn đến các dị ảnh vệt sảng vả tôi mỏng từ kim loại. Dị ảnh xuất hiện càng nhiều khi có bất kỳ chuyên động nào của vật thể có mật độ cao. Mặc dù vùng đâu cỗ có khả năng có định khả tốt, nhưng trong quá trình chụp CT mô phỏng, bệnh nhân đôi khi sẽ nuốt hoặc cử động hảm, đị ảnh dang vét bị khuếch đại có xu hướng phát ra từ chất hàn kim loại (Hình 1.6b), Dị ảnh dạng vệt xảy ra giữa các cạnh kim loại vả vị trí ông tia X khi chuyển động. Tốc độ máy quét nhanh lảm giảm sự dịch chuyền tối đa của bệnh nhân trong quá trình chụp, do đó giảm thiêu được dị ảnh do chuyên động gây ra.