LỜI MỞ ĐẦU Ung thƣ là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong trên toàn cầu. Theo Tổ chức Y tế Thế giới năm 2012 có 7,6 triệu ngƣời chết do ung thƣ và ƣớc tính số ngƣời tử vong do bệnh ung thƣ tiếp tục tăng và sẽ đạt con số 11,4 triệu ngƣời chết hàng năm vào năm 2025[1]. Theo số liệu mới nhất của bản đồ ung thƣ toàn cầu trên trang web http://Globalcancermap.com, tỷ lệ mắc ung thƣ hàng năm ở Việt Nam là 138.000 ngƣời và số ngƣời chết do bệnh ung thƣ là 101,9/100. Theo đó, Việt Nam đang đứng ở 105 trên tổng số 179 nƣớc trong bản đồ ung thƣ quốc tế về tỷ lệ mắc bệnh ung thƣ.
Ở Việt Nam Ung thƣ dƣờng nhƣ đang trở thành nỗi ám ảnh, lo lắng của ngƣời dân và xã hội. Tuy nhiên nhờ khoa học kỹ thuật phát triển nên việc điều trị bệnh ung thƣ ngày càng hiệu quả, mở ra đƣợc nhiều hy vọng hơn cho ngƣời bệnh. Có nhiều phƣơng pháp điều trị Ung thƣ nhƣ: phẫu thuật, hóa trị, xạ trị, liệu pháp hormon, trị liệu nhắm trúng đích (bao gồm liệu pháp miễn dịch nhƣ liệu pháp kháng thể đơn dòng) và khử độc tính tổng hợp. Mỗi phƣơng pháp điều trị có những ƣu và nhƣợc điểm khác nhau nhƣng nhờ vào kỹ thuật tân tiến và có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các phƣơng pháp điều trị khác mà phƣơng pháp Xạ trị áp sát suất liều cao nạp nguồn sau điều khiển từ xa (High dose rate Remote Afterloading Brachytherapy) đóng một vai trò quan trọng trong việc điều trị bệnh ung thƣ trong suốt nhiều thập niên qua.[1], nó đƣợc coi là phƣơng pháp Xạ trị áp sát hiện đại.
Xạ trị áp hiện đại, Kỹ thuật xạ trị áp sát hiện đại đƣợc xây dƣng trên cơ sở rất nhiều ngành kỹ thuật tân tiến, ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới nhất nên nó rất hiệu quả và an toàn trong điều trị ung thƣ, nhƣng nó cũng là một kỹ thuật rất phức tạp. Để sử dụng kỹ thuật này chính xác, hiệu quả và an toàn nhƣ vốn có của nó đòi hỏi ngƣời sử dụng phải có những hiểu biết thấu đáo về nó. 13 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Kỹ thuật xạ trị áp sát hiện đại điều trị bệnh ung thƣ chính xác và an toàn, thiết bị dùng cho kỹ thuật này rất tân tiến và phức tạp đòi hỏi ngƣời sử dụng phải hiểu biết thông suốt về chúng thì mới có thể sử dụng đạt hiệu quả. Trong bối cảnh Việt nam phải nhập khẩu kỹ thuật và thiết bị điều trị ung thƣ từ các quốc gia phát triển với chi phí rất cao nhƣng phần lớn chi phí tập trung đầu tƣ vào mua thiết bị và đào tạo đội ngủ nhân sự lâm sàng nên vấn đề bảo trì, sửa chữa thiết bị phần lớn dựa vào đội ngũ chuyên gia nƣớc ngoài với chi phí rất lớn và mất nhiều thời gian cho những thủ tục thực hiện làm gián đoạn công tác điều trị cho ngƣời bệnh trong những trƣờng hợp thiết bị hƣ hỏng hoặc hoạt động không chính xác.
Đề tài “Nghiên cứu thiết bị và tính toán liều kỹ thuật xạ trị áp sát liều cao trị bệnh ung thƣ” là nhằm đi sâu nghiên cứu về cấu tạo, đặc tính kỹ thuật, nguyên lý hoạt động của thiết bị, phƣơng pháp tính toán liều lƣợng phóng xạ áp dụng trên nó nhằm để bản thân tác giả hiểu biết thấu đáo về kỹ thuật nầy, từ đó xây dựng nên quy trình điều trị ung thƣ áp dụng trên hệ thống xạ trị áp sát hiện đại MicroSelectronV3 hiện có tại đơn vị mình cũng mong muốn luận văn này sẽ là một tài liệu tham khảo cho những ngƣời có quan tâm. Xuất phát từ mong muốn trên đề tài nghiên cứu chia làm 4 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan về kỹ thuật xạ trị áp sát liều cao nạp nguồn sau (Xạ trị áp sát hiện đại). Trình bày một cách khái quát về lịch sử phát triển, các ứng dụng, ƣu khuyết điểm của Xạ trị áp sát hiện đại so với xạ trị ngoài. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật xạ trị áp sát hiện đại.
Trình bày cơ sở lý, hóa, sinh của liệu pháp xạ trị, cách thức mà liệu pháp này tiêu diệt khối u. Chƣơng 3: Nghiên cứu Hệ thống thiết bị Xạ trị áp sát hiện đại 14 Trình bài khái quát về cấu tạo hệ thống thiết bị, đặc tính kỹ thuật, nguyên lý hoạt động của no. Xây dựng quy trình xạ trị trên hệ thống xạ trị áp sát hiện đại microSelectronV3 do hãng Nucletron sản xuất. Chƣơng 4: Nghiên cứu Phƣơng pháp tính liều xạ trị áp.
Trình bày cơ sở lý thuyết của việc tính liều, suất liều và hình thức tính toán liều lƣợng TG 43 AAPM. 15 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XẠ TRỊ ÁP SÁT 1.1 Khái niệm: Xạ trị áp sát là việc sử dụng nguồn phóng xạ kín đặt gần một thể tích mục tiêu (khối u ung thƣ) bằng cách chèn (nhét) trực tiếp chúng vào khối u, hoặc bằng cách nạp (tải) chúng vào các dụng cụ (Bộ áp, kim thông, ống luồng) đã đƣợc đƣa trƣớc vào các hốc, khoang bên trong cơ thể gần khối u để tiêu diệt hoặc thu nhỏ chúng. Xạ trị áp sát có thể đƣợc sử dụng độc lập để xạ trị khối u, chẳng hạn nhƣ trong điều tri ung thƣ tuyến tiền liệt và ung thƣ vú giai đoạn sớm. Nó cũng thƣờng đƣợc sử dụng kết hợp với xạ trị ngoài để cung cấp một liều xạ tăng cƣờng vào khối u, nhƣ trong trƣờng hợp điều trị ung thƣ phụ khoa, ung thƣ tuyến tiền liệt giai đoạn sau và ung thƣ đầu cổ [1] Xạ trị áp sát hiện đại là kỹ thuật xạ trị áp sát dùng nguồn phóng xạ có hoạt độ cao (10 - 12Ci) đƣợc máy tính điều khiển bằng chƣơng trình đã lập sẵn điều khiển nguồn phóng xạ bằng kỹ thuật nguồn bƣớc vào dụng cụ áp sát đã đặt trƣớc trong bệnh nhân để phân phối liều điều trị tại vị trí theo kế hoạch điều trị đã lập.2 Lịch sử phát triển Lịch sử Xạ trị áp sát nói chung và Xạ trị áp sát hiện đại nói riêng ra đời và phát triển gắn liền với sự phát triển của nhiều ngành khoa học kỹ thuật khác đăc biệt là với ngành Vật lý phóng xạ: - Sự khám phá ra tia X vào tháng 11 năm 1895 của WilhelmRöntgen và không lâu sau đó là sự phát hiện ra hiện tƣợng phát xạ phóng xạ của Henri Becquerel vào năm 1896.
Năm 1898 Pierre và Marie Curie chiết xuất thành công Radium từ quặng Pitchblende, xác định đƣợc nguồn gốc của phóng xạ thâm nhập. - Sau đó không lâu, vào năm 1901 Becquerel và Curie ghi nhận sự phản ứng da của Becquerel khi ông vô tình bị phơi nhiễm bởi chất Radium chloride. 16 Với những khám phá trên, không lâu sau nhiều cách thức đã đƣợc thử nghiệm, ứng dụng bức xạ hạt nhân phóng xạ để điều trị bệnh: [2] Những thí nghiệm đầu tiên ứng dụng bức xạ trong lâm sàng thuộc về Danlos và Bloch (1901) tại Paris, và Abbé (1904) ở NewYork, ngay sau đó nhiều viện nghiên cứu và phòng thí nghiệm đƣợc thành lập nhƣ: Phòng thí nghiệm sinh học Radium ở Paris năm 1906, và sau đó tại London 1909, Finze bắt đầu điều trị bằng Radium. Năm 1909 một quyển sách về liệu pháp Radium, ngày nay đƣợc gọi là xạ trị áp (brachytherapy) do Wickham và Degrais viết đƣợc xuất bản.
Đầu thế kỷ 20 sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất, các nguyên tắc cơ bản của việc sử dụng bức xạ đã đƣợc thiết lập thành hệ thống trong một số khía cạnh ở Radium Hemme - Stockholm, the Memorial Hospital - New York, và Radium Institute - Paris. Với sự thống nhất, Đối với xạ trị áp sát, 226Ra là hạt nhân phóng xạ duy nhất đƣợc sử dụng lám nguồn cho điều trị và sắp xếp các nguồn phóng xạ trong các mô hình nhất định, với các định nghĩa về độ mạnh, khoảng cách, và thời gian điều trị, phát triển thành một bộ quy tắc để áp dụng trong điều trị bệnh nhân. Hai dấu móc quan trọng để xạ trị áp sát phát triển hơn nữa là: - Thứ nhất là về việc chế tạo đƣợc hạt nhân phóng xạ nhân tạo vào năm 1934, cho phép sử dụng vật liệu phóng xạ nhân tạo vào xạ trị. - Thứ hai là sự phát triển của thiết bị tải nguồn sau điều khiển từ xa (remote Aferloading), trong những năm 1950 và 1960, đã cải thiện khả năng bảo vệ bức xạ cho nhân viên và linh hoạt cao hơn cho các ứng dụng lâm sàng.
Các hạt nhân phóng xạ nhân tạo mới 60Co, 137Cs, 182Ta và 198Au bắt đầu đƣợc thiết kế để có khả năng thâm nhập, càng sâu càng tốt, tƣơng tự nhƣ nguồn 226Ra. Ulrich Henschke là ngƣời đầu tiên khám phá về mặt lâm sàng việc sử dụng nguồn 192 Ir. Nguồn phóng xạ này hiện là nguồn phóng xạ đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực xạ trị áp sát. 17 Vào khoản năm 1963 kiểu điều trị áp sát tải nguồn sau dùng nguồn dây 192Ir liều thấp (LDR) với các thiết bị, dụng cụ hỗ trợ thông qua khe bằng phẫu thuật cấy, ghép gần nhƣ loại bỏ hoàn toàn sự phơi nhiễm phóng xạ của nhân viên.
[2] Các hệ thống tải nguồn sau từ xa đƣợc phát triển ban đầu đơn giản là để giảm thiểu sự phơi nhiễm bức xạ từ các nguồn phóng xạ. Sử dụng cáp đính kèm với nguồn để điều khiển, những máy này đẩy vào và kéo nguồn ra theo cơ chế cơ khí vào và ra khỏi các dụng cụ đƣợc nhét trƣớc trong bệnh nhân. Sau đó chức năng của nó thay đổi theo hƣớng chuổi nguồn lập trình và cuối cùng là kỹ thuật nguồn bƣớc thu nhỏ. Việc áp dụng các máy xạ trị áp suất liều cao (HDR) và suất liền xung (PDR) theo các kiểu gần đây hầu hết đƣợc sử dụng ở châu âu, đã thay thế gần nhƣ hoàn toàn các máy liều thấp ngoại trừ còn lại để điều trị áp sát nguồn thấp cấy ghép nguồn lâu dài để điều trị ung thƣ tuyến tiền liệt.
Việc áp dụng các nguồn 192Ir nhỏ với đƣờng kính ngoài điển hình là 1 mm đã thay thế các ống và viên nén 137C. Sự tối ƣu là việc điều biến việc phân bố liều bằng cách thay đổi thời gian trú ngụ của nguồn tại vị trí điều trị đã trở thành đặc điểm tiêu chuẩn trong hệ thống xạ trị áp sát giúp cho ngƣời sử dụng ứng dụng điều trị linh hoạt hơn trong lâm sang [1] Trong những năm 1970, lần đầu tiên hệ thống Xạ trị áp sát hiện đại với kỹ thuật bƣớc nguồn đơn đƣợc giới thiệu, nó sử dụng một nguồn 192Ir nhỏ, cƣờng độ cao đƣợc hàn vào đầu của một sợi cáp mềm.