I. Tổng Quan Phương Pháp Đo Liều 3D và Tầm Quan Trọng
Ung thư là một bệnh phổ biến, có thể điều trị bằng xạ trị sử dụng bức xạ ion hóa. Trong xạ trị, đặc biệt khi khối u nằm gần các cơ quan quan trọng, các kỹ thuật như xạ trị điều biến liều (IMRT) và xạ trị điều biến thể tích cung tròn (VMAT) ngày càng được sử dụng rộng rãi. Các kỹ thuật này cho phép tạo ra phân bố liều cao phù hợp tại thể tích u, đồng thời giảm liều nhanh chóng ở các thể tích phức tạp gần các cơ quan nguy cấp. Theo AAPM, trước khi áp dụng IMRT vào thực hành lâm sàng, cần xác định định lượng các giới hạn tin cậy (CL) để kiểm định IMRT cho từng bệnh nhân. Sau đó, cần kiểm định và so sánh kết quả tính toán mô phỏng điều trị với kết quả đo đạc thực tế. Việc kiểm định này rất quan trọng vì IMRT và VMAT là các kỹ thuật phức tạp, có thể có sai khác giữa tính toán mô phỏng và thực tế do các yếu tố hệ thống hoặc ngẫu nhiên. Các thiết bị thương mại đo liều 1D, 2D, 3D được sử dụng phổ biến trong QA kế hoạch trước điều trị, dựa trên phân tích Gamma để đánh giá. Tuy nhiên, kết quả có thể khác nhau giữa các thiết bị, đặt ra câu hỏi về độ tin cậy và cách chấp nhận kết quả.
1.1. Vai trò của đo liều 3D trong đánh giá chất lượng xạ trị
Đo liều 3D đóng vai trò then chốt trong việc xác định chính xác phân bố liều trong thể tích điều trị. Điều này đặc biệt quan trọng trong các kỹ thuật xạ trị phức tạp như IMRT và VMAT, nơi sự biến đổi liều lớn trong không gian ba chiều đòi hỏi sự kiểm tra kỹ lưỡng. Đo liều 3D giúp xác minh rằng liều lượng được phân phối đúng mục tiêu, đồng thời giảm thiểu liều cho các cơ quan lân cận. Dữ liệu đo liều 3D có thể được sử dụng để so sánh với kế hoạch điều trị, xác định sai lệch và điều chỉnh kế hoạch nếu cần thiết.
1.2. Ưu điểm của tái tạo liều 3D so với phương pháp truyền thống
Phương pháp tái tạo liều 3D, đặc biệt khi kết hợp với các hệ thống như MatrixX/Dolphin, mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp đo liều truyền thống. Thay vì chỉ đo liều tại một vài điểm hoặc trên một mặt phẳng (2D), tái tạo liều 3D cho phép ước tính phân bố liều trong toàn bộ thể tích điều trị. Điều này cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về chất lượng kế hoạch xạ trị và giúp phát hiện các sai sót tiềm ẩn mà các phương pháp 2D có thể bỏ qua. Hơn nữa, tái tạo liều 3D có thể được sử dụng để so sánh trực tiếp với kế hoạch điều trị, giúp đánh giá độ chính xác của quá trình xạ trị.
II. Thách Thức Sai Số và Độ Tin Cậy trong Đo Liều Xạ Trị
Mặc dù các thiết bị thương mại đo liều được cấp phép sử dụng trong xạ trị, kết quả đo có thể khác nhau giữa các thiết bị. Điều này được chỉ ra trong báo cáo TG119 của AAPM, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác định giới hạn tin cậy (confidence limit) của thiết bị đo liều. Bệnh viện K đang sử dụng các kế hoạch IMRT, VMAT ngày càng phổ biến, và việc QA trước điều trị được thực hiện bằng phương pháp đo liều 1D và 2D. Việc chuẩn hóa các quy trình kỹ thuật, đặc biệt với các thiết bị mới như MatriXX/Dolphin, là rất quan trọng. Hệ thống COMPASS tích hợp tính năng tái tạo liều 3D thông qua kết quả đo đạc 2D, đòi hỏi việc đánh giá và đề xuất các tiêu chuẩn về giới hạn tin cậy và cấp độ hành động áp dụng tại Bệnh viện K cho việc đánh giá kế hoạch xạ trị.
2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của đo liều 3D
Độ chính xác của đo liều 3D có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm độ phân giải không gian của thiết bị đo, độ nhạy liều, hiệu chuẩn thiết bị, và các thuật toán tái tạo liều. Sai số trong quá trình đo đạc và xử lý dữ liệu cũng có thể dẫn đến kết quả không chính xác. Ngoài ra, sự khác biệt giữa điều kiện đo đạc và điều kiện lâm sàng (ví dụ: sự khác biệt về phantom và bệnh nhân) có thể gây ra sai lệch. Do đó, việc kiểm soát và giảm thiểu các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả đo liều 3D.
2.2. Vấn đề về giới hạn tin cậy của thiết bị MatrixX Dolphin
Việc xác định giới hạn tin cậy của thiết bị MatrixX/Dolphin là một thách thức quan trọng. Giới hạn tin cậy cho biết mức độ sai số có thể chấp nhận được của thiết bị và giúp người dùng đánh giá độ tin cậy của kết quả đo. Tuy nhiên, việc xác định giới hạn tin cậy đòi hỏi một quá trình kiểm tra và đánh giá kỹ lưỡng, bao gồm so sánh kết quả đo với các phương pháp đo khác (ví dụ: buồng ion hóa) và đánh giá sự phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ: AAPM TG-119). Việc thiếu thông tin về giới hạn tin cậy có thể dẫn đến việc sử dụng sai lệch kết quả đo và ảnh hưởng đến chất lượng điều trị.
III. Phương Pháp Đo và Tái Tạo Liều 3D với MatrixX Dolphin
Luận văn đã thực hiện nghiên cứu phương pháp đo và tái tạo liều 3D sử dụng đầu dò mảng của Vật lý Xạ trị, Bệnh viện K (Dolphin) với 30 kế hoạch xạ trị đối với 30 bệnh nhân tại các vùng: đầu cổ, vùng thân, vùng khung chậu thực hiện trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị Monaco v5.01 được lựa chọn ngẫu nhiên từ cơ sở dữ liệu lâm sàng. Kết quả so sánh phân bố liều 2D được thực hiện so với thiết bị matrixx hiện có trong khoa để đưa ra giới hạn tin cậy và hướng xử trí khi dùng thiết bị Dolphin trong lâm sàng, Kết quả đo đạc 3D được đánh giá so sánh với phân bố liều tính toán bởi hệ thống TPS, mặt khác sử dụng làm dữ liệu đầu vào phần mềm COMPASS để tái tạo phân bố liều 3D và so sánh đối chiếu với các phân bố tính toán bởi hệ thống TPS và phần mềm COMPASS thông qua các thông số và tiêu chí đánh giá.
3.1. Quy trình đo liều sử dụng hệ thống MatrixX Dolphin
Quy trình đo liều sử dụng hệ thống MatrixX/Dolphin bao gồm các bước chuẩn bị, thiết lập, đo đạc và xử lý dữ liệu. Đầu tiên, hệ thống được hiệu chuẩn theo quy trình chuẩn. Sau đó, phantom được đặt trên bàn máy xạ trị và định vị chính xác. Kế hoạch xạ trị được chuyển sang hệ thống MatrixX/Dolphin, và quá trình đo đạc được thực hiện. Dữ liệu đo được thu thập và xử lý bằng phần mềm đi kèm, cho phép hiển thị và phân tích phân bố liều. Các thông số quan trọng như gamma index và DTA (Distance To Agreement) được tính toán để đánh giá chất lượng kế hoạch xạ trị.
3.2. Thuật toán tái tạo liều 3D trong phần mềm COMPASS
Phần mềm COMPASS sử dụng các thuật toán phức tạp để tái tạo liều 3D từ dữ liệu đo 2D. Các thuật toán này thường dựa trên các phương pháp nội suy và ngoại suy, kết hợp với thông tin về hình học của chùm tia và phantom. Một số thuật toán phổ biến bao gồm phương pháp chồng chập (convolution) và phương pháp Monte Carlo. Quá trình tái tạo liều 3D bao gồm các bước: nhập dữ liệu đo, hiệu chỉnh sai số, xây dựng mô hình hình học, tính toán phân bố liều, và hiển thị kết quả. Kết quả tái tạo liều 3D có thể được so sánh với kế hoạch điều trị để đánh giá độ chính xác.
IV. Ứng Dụng Đánh Giá Kế Hoạch Xạ Trị với Dữ Liệu Đo Liều 3D
Các kết quả cho thấy khả năng áp dụng các tiêu chí được khuyến cáo bởi nhóm công tác AAPM TG 218 là phù hợp và áp dụng được tại cơ sở. Nghiên cứu đã thực hiện được các mục tiêu đề ra. Qua các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy thiết bị Dolphin khi thực hiện kiểm định 2D có thể hoàn toàn dựa theo các nghiên cứu của thế giới như ESTRO 2008 và AAPM TG119 về kiểm định 2D các kế hoạch IMRT, VMAT, đây có thể là thiết bị tham chiếu với các thiết bị hiện có trong khoa cũng như các phương pháp đo liều 1D với buồng ion hóa FC - 65, 2D như MatriXX. Thiết bị Dolphin với ưu điểm vượt trội trong việc thực hiện kiểm định các kế hoạch IMRT, VMAT với các khối u nhỏ. Bởi các buồng ion hóa của nó phù hợp với việc đo đạc các trường chiếu nhỏ với độ chính xác cao hơn các thiết bị khác hiện có trong khoa (theo TRS 483 về thực hiện đo liều các trường chiếu nhỏ ).
4.1. So sánh phân bố liều tính toán và tái tạo từ MatrixX Dolphin
Việc so sánh phân bố liều tính toán từ hệ thống TPS và phân bố liều tái tạo từ MatrixX/Dolphin là một bước quan trọng trong đánh giá chất lượng xạ trị. Các thông số như gamma index, DTA, và sự khác biệt về liều tại các điểm quan trọng (ví dụ: liều tối đa, liều trung bình) được sử dụng để định lượng sự khác biệt giữa hai phân bố liều. Sự khác biệt lớn có thể chỉ ra sai sót trong quá trình lập kế hoạch, đo đạc, hoặc tái tạo liều. Việc phân tích kỹ lưỡng các sai lệch này giúp cải thiện độ chính xác của quá trình xạ trị.
4.2. Đánh giá độ chính xác của xạ trị IMRT VMAT sử dụng đo liều 3D
Đo liều 3D đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá độ chính xác của xạ trị IMRT/VMAT. Các kỹ thuật này đòi hỏi độ chính xác cao trong việc phân phối liều để đảm bảo hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ. Đo liều 3D cho phép xác minh rằng liều lượng được phân phối đúng mục tiêu và các cơ quan lân cận nhận được liều thấp hơn ngưỡng cho phép. Kết quả đo liều 3D có thể được sử dụng để điều chỉnh kế hoạch điều trị nếu cần thiết, đảm bảo rằng bệnh nhân nhận được phương pháp điều trị tối ưu.
V. Kết Luận Ưu Điểm và Hạn Chế của Phương Pháp Đo Liều 3D
Tuy nhiên, việc tái tạo phân bố liều 3D thường mất nhiều thời gian cho một trường hợp nên trong thực hành thường quy thì các thiết bị đo liều 2D vẫn được sử dụng phổ biến. Đối với các trường hợp khó, khối u nhỏ, hay xạ trị giảm phân liều thì việc sử dụng thiết bị Dolphin là một ưu thế để đánh giá kế hoạch xạ trị. COMPASS, tranmission detector, Dolphin, Matrixx…
5.1. Tóm tắt các ưu điểm của hệ thống MatrixX Dolphin
Hệ thống MatrixX/Dolphin mang lại nhiều ưu điểm trong đo liều xạ trị, bao gồm khả năng đo liều 2D và tái tạo liều 3D, độ phân giải không gian cao, và khả năng tích hợp với phần mềm COMPASS. Hệ thống này đặc biệt hữu ích trong việc kiểm tra các kế hoạch xạ trị phức tạp như IMRT và VMAT, và có thể được sử dụng để đánh giá độ chính xác của quá trình xạ trị. Ngoài ra, hệ thống MatrixX/Dolphin có thể được sử dụng để phát hiện các sai sót tiềm ẩn trong quá trình lập kế hoạch và đo đạc, giúp cải thiện chất lượng điều trị.
5.2. Các hạn chế và hướng phát triển của đo liều 3D
Mặc dù đo liều 3D mang lại nhiều lợi ích, vẫn còn một số hạn chế cần được khắc phục. Một trong những hạn chế lớn nhất là thời gian đo đạc và tái tạo liều có thể kéo dài, đặc biệt đối với các kế hoạch xạ trị phức tạp. Ngoài ra, độ chính xác của đo liều 3D có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hiệu chuẩn thiết bị và thuật toán tái tạo liều. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm cải thiện tốc độ đo đạc và tái tạo liều, phát triển các thuật toán tái tạo liều chính xác hơn, và tích hợp đo liều 3D vào quy trình xạ trị lâm sàng.
