Nghiên cứu đánh giá các thuật toán tính liều aaa axb trong môi trường không đồng nhất đối với xạ trị photon sử dụng máy gia tốc truebeam stx

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá các thuật toán tính liều aaa axb trong môi trường không đồng nhất đối với xạ, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên

• Tác giả: Phạm Hồng Lâm
• Người hướng dẫn: TS Phạm Quang Trung
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá các thuật toán tính liều AAA, AXB trong môi trường không đồng nhất đối với xạ trị photon sử dụng máy gia tốc TrueBeam STX
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về xạ trị
• 1.2. Khái niệm về xạ trị
• 1.3. Máy gia tốc tuyến tính xạ trị
• 1.4. Cơ sở vật lý tính toán liều lượng
• 1.5. Một số đặc trưng chùm photon ứng dụng trong xạ trị
• 1.6. Liều sâu phần trăm (PDD)
• 1.7. Liều sâu cách tâm (Profile)
• 1.8. Đo liều bằng buồng ion hoá trong xạ trị
• 1.9. Trạng thái cân bằng điện tích
• 1.10. Lý thuyết đo liều bằng buồng ion hóa
• 1.11. Chuẩn buồng ion hoá trong đo, chuẩn liều xạ trị
• 1.12. Công cụ mô phỏng Monte Carlo ứng dụng trong xạ trị
• 1.13. Công cụ mô phỏng Geant4
• 1.14. Công cụ mô phỏng GATE
• 1.15. Công cụ mô phỏng PRIMO
• 1.16. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị và các thuật toán tính liều
• 1.17. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị. Phân loại các thuật toán tính liều xạ trị
• 1.18. Các thuật toán tính liều cho chùm photon trong phần mềm Eclipse
• 1.19. Hiệu chỉnh mật độ không đồng nhất trong tính liều
• 1.20. Các nghiên cứu đánh giá thuật toán tính liều
• 2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thiết bị, công cụ sử dụng nghiên cứu
• 2.2. Máy gia tốc TrueBeam STx
• 2.3. Dụng cụ, thiết bị đo
• 2.4. Phantom nhiều lớp mật độ không đồng nhất
• 2.5. Phantom lồng ngực E2E SBRT 036A
• 2.6. Phương pháp chỉ số gamma trong so sánh các phân bố liều
• 2.7. Phương pháp đánh giá độ lệch chuẩn
• 2.8. Phương pháp nghiên cứu
• 2.9. Khảo sát đặc trưng chùm photon của máy gia tốc TrueBeam STx
• 2.10. Đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom không đồng nhất
• 2.11. Đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom lồng ngực E2E
• 2.12. Đánh giá các thuật toán tính liều trên kế hoạch xạ trị thực tế
• 2.13. Kiểm soát sai số kết quả đo liều thực nghiệm và mô phỏng Monte Carlo
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả khảo sát đặc trưng chùm photon của máy gia tốc TrueBeam STx
• 3.2. Kết quả chuẩn buồng ion hoá với chùm photon của máy gia tốc
• 3.3. Kết quả mô phỏng đặc trưng chùm photon bằng công cụ PRIMO và GATE
• 3.4. Kết quả khảo sát, đánh giá các đặc trưng chùm photon
• 3.5. Kết quả đánh giá các thuật toán sử dụng phantom mật độ không đồng nhất
• 3.6. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 6 MV FF
• 3.7. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 6 MV FFF
• 3.8. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 10 MV FF
• 3.9. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 10 MV FFF
• 3.10. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 8 MV FF
• 3.11. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 15 MV FF
• 3.12. Kết quả đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom lồng ngực E2E
• 3.13. Kết quả đánh giá phân bố liều
• 3.14. So sánh, đánh giá các thuật toán
• 3.15. Kết quả nghiên cứu, đánh giá các thuật toán trên kế hoạch xạ trị thực tế
• 3.16. Kết quả so sánh phân bố liều trên phần mềm lập kế hoạch và mô phỏng
• 3.17. Kết quả đánh giá các thuật toán AAA và AXB trên kế hoạch điều trị
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Thuật Toán Tính Liều AAA AXB

Ung thư là một thách thức sức khỏe toàn cầu và tại Việt Nam. Xạ trị, cùng với phẫu thuật và hóa trị, đóng vai trò then chốt trong điều trị. Máy gia tốc tuyến tính (Linac) tạo ra chùm photon, là công cụ chính yếu. Các kỹ thuật xạ trị hiện đại như IMRT, VMAT, SBRT và IGRT đã được ứng dụng rộng rãi. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, chùm photon không lọc phẳng (FFF) ngày càng được sử dụng phổ biến, đặc biệt trên máy gia tốc TrueBeam STx. Tuy nhiên, nghiên cứu ứng dụng, tính liều và đánh giá thuật toán trên phần mềm Eclipse, sử dụng công cụ Monte Carlo ở Việt Nam còn hạn chế. Luận án này đi sâu vào nghiên cứu thuật toán AAA, nghiên cứu thuật toán AXB trong môi trường không đồng nhất. Việc đánh giá thuật toán AAA và đánh giá thuật toán AXB là vô cùng quan trọng.

1.1. Giới Thiệu Xạ Trị Photon và Máy Gia Tốc TrueBeam STX

Xạ trị photon sử dụng chùm tia X năng lượng cao để tiêu diệt tế bào ung thư. Máy gia tốc tuyến tính, đặc biệt là TrueBeam STX, là thiết bị chủ chốt. TrueBeam STX cho phép thực hiện các kỹ thuật xạ trị tiên tiến như xạ trị điều biến cường độ (IMRT) và xạ trị định vị thân (SBRT). Máy có khả năng tạo ra chùm photon lọc phẳng (FF) và không lọc phẳng (FFF). Nghiên cứu này tập trung vào đánh giá hiệu quả của thuật toán tính liều xạ trị trên TrueBeam STX.

1.2. Tầm Quan Trọng của Đánh Giá Thuật Toán Tính Liều Xạ Trị

Việc tính liều xạ trị chính xác là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ. Phần mềm tính liều tích hợp nhiều thuật toán tính liều khác nhau. Các thuật toán này sử dụng lý thuyết vật lý và phương pháp hiệu chỉnh khác nhau. Theo AAPM REPORT No.85, sai số của thuật toán tính liều có thể từ 2% trở lên. Điều này có thể dẫn đến sai số tổng cộng vượt quá 5%, ảnh hưởng lớn đến kết quả điều trị.

II. Sai Số Tính Liều Vấn Đề Nhức Nhối Trong Xạ Trị

Tính toán phân bố liều chính xác là một thách thức lớn, đặc biệt khi khối u nằm sâu trong cơ thể. Chùm photon phải xuyên qua nhiều cấu trúc phức tạp với mật độ khác nhau, gây nhiễu loạn phân bố trường bức xạ. Sai số trong tính liều có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả điều trị. Hiểu rõ về độ chính xác tính liều của từng thuật toán tính liều là vô cùng quan trọng. Do đó, cần có những nghiên cứu sâu sắc để đánh giá và cải thiện độ tin cậy của phần mềm tính liều sử dụng trong xạ trị photon.

2.1. Ảnh Hưởng của Môi Trường Không Đồng Nhất Đến Tính Liều

Môi trường không đồng nhất trong cơ thể (ví dụ: phổi, xương) gây khó khăn cho việc tính liều chính xác. Sự khác biệt về mật độ dẫn đến sự thay đổi trong sự hấp thụ và tán xạ của photon. Điều này đòi hỏi các thuật toán tính liều phải có khả năng hiệu chỉnh mật độ không đồng nhất một cách chính xác. Việc kiểm tra chất lượng tính liều trong môi trường không đồng nhất là vô cùng quan trọng.

2.2. Sai Số Trong Tính Liều Ảnh Hưởng Đến Kiểm Soát U Như Thế Nào

Sai số 5% trong tính liều có thể dẫn đến thay đổi 10-20% giá trị xác suất kiểm soát khối u (TCP). Đồng thời, có thể tác động 20-30% đối với tỷ lệ biến chứng ở mô lành. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc giảm thiểu sai số tính liều để cải thiện kết quả điều trị. Các thuật toán tính liều cần được kiểm tra và tối ưu hóa để đảm bảo độ tin cậy thuật toán tính liều.

2.3. Đánh Giá Các Thuật Toán Tính Liều Trong Môi Trường Không Đồng Nhất

Việc đánh giá các thuật toán tính liều trong môi trường không đồng nhất giúp hiểu rõ hơn về khả năng chính xác của từng phương pháp. Các nghiên cứu so sánh thuật toán chồng chập hình bút chì (PBC), thuật toán chồng chập hình nón (CCC/CCS), thuật toán giải tích bất đẳng hướng (AAA), thuật toán Acuros XB (AXB), và Monte Carlo (MC) cho các chùm photon FF và FFF, đã cung cấp thông tin giá trị về độ chính xác tính liều và hiệu suất tính toán.

III. So Sánh AAA và AXB Bí Quyết Chọn Thuật Toán Tối Ưu

So sánh AAA và AXB là một chủ đề quan trọng trong nghiên cứu và đánh giá thuật toán tính liều. Cả hai thuật toán đều được sử dụng rộng rãi trong xạ trị photon với máy TrueBeam STX. Việc hiểu rõ ưu và nhược điểm của từng thuật toán giúp bác sĩ lựa chọn phương pháp phù hợp nhất cho từng bệnh nhân. Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về ứng dụng AAA trong xạ trị và ứng dụng AXB trong xạ trị.

3.1. AAA và AXB Nguyên Lý Hoạt Động và Ưu Nhược Điểm

AAA (Anisotropic Analytical Algorithm) là một thuật toán tính toán liều dựa trên việc mô phỏng sự lan truyền của photon trong môi trường. AXB (Acuros XB) là một thuật toán giải phương trình Boltzmann, mô phỏng chính xác hơn sự tương tác của photon và vật chất. AAA có tốc độ tính toán nhanh hơn, nhưng AXB có độ chính xác tính liều cao hơn trong môi trường không đồng nhất.

3.2. Khi Nào Nên Sử Dụng AAA và Khi Nào Nên Dùng AXB

AAA thường được sử dụng trong các trường hợp xạ trị tiêu chuẩn, khi tốc độ tính toán là ưu tiên. AXB nên được sử dụng trong các trường hợp xạ trị phức tạp, khi độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất. Ví dụ, AXB có thể phù hợp hơn trong xạ trị định vị thân (SBRT) cho ung thư phổi, nơi môi trường không đồng nhất ảnh hưởng lớn đến phân bố liều.

3.3. Các Nghiên Cứu So Sánh AAA và AXB trong Xạ Trị Thực Tế

Nhiều nghiên cứu đã so sánh AAA và AXB trong các tình huống lâm sàng khác nhau. Các nghiên cứu này thường tập trung vào độ chính xác tính liều, hiệu suất tính toán và ảnh hưởng đến kế hoạch điều trị. Kết quả cho thấy AXB thường có độ chính xác tính liều cao hơn, đặc biệt trong môi trường không đồng nhất, nhưng đòi hỏi thời gian tính toán lâu hơn.

IV. Phương Pháp Đánh Giá Thuật Toán Tính Liều Xạ Trị Hiệu Quả

Để đảm bảo độ chính xác tính liều của thuật toán tính liều, cần có phương pháp đánh giá hiệu quả. Nghiên cứu này sử dụng các phantom (mô hình) không đồng nhất và phantom lồng ngực E2E để đánh giá AAA và AXB. Phương pháp chỉ số gamma và đánh giá độ lệch chuẩn được sử dụng để so sánh phân bố liều. Tính toán Monte Carlo cũng được sử dụng để kiểm chứng kết quả.

4.1. Sử Dụng Phantom Không Đồng Nhất và E2E Để Đánh Giá

Phantom không đồng nhất được sử dụng để mô phỏng môi trường không đồng nhất trong cơ thể. Phantom lồng ngực E2E (End-to-End) mô phỏng toàn bộ quy trình xạ trị, từ chụp CT đến tính liều và xạ trị. Sử dụng các phantom này cho phép đánh giá toàn diện độ chính xác tính liều của thuật toán tính liều.

4.2. Phương Pháp Chỉ Số Gamma và Đánh Giá Độ Lệch Chuẩn

Phương pháp chỉ số gamma so sánh phân bố liều tính toán với phân bố liều đo được. Đánh giá độ lệch chuẩn cho phép xác định mức độ khác biệt giữa các thuật toán tính liều. Cả hai phương pháp này cung cấp thông tin định lượng về độ chính xác tính liều.

4.3. Vai Trò của Mô Phỏng Monte Carlo Trong Đánh Giá

Tính toán Monte Carlo là một phương pháp mô phỏng chính xác sự tương tác của photon và vật chất. Monte Carlo có thể được sử dụng để kiểm chứng kết quả từ các thuật toán tính liều khác. Nếu kết quả từ Monte Carlo và thuật toán tính liều tương đồng, có thể kết luận rằng thuật toán tính liều đó có độ chính xác tính liều cao.

V. Kết Quả Nghiên Cứu AAA AXB Ưu Thế Trong Trường Hợp Nào

Nghiên cứu này đã đánh giá độ chính xác tính liều của AAA và AXB trong các tình huống lâm sàng khác nhau. Kết quả cho thấy AXB thường có độ chính xác tính liều cao hơn AAA trong môi trường không đồng nhất. Tuy nhiên, AAA có hiệu suất tính toán tốt hơn. Sự lựa chọn giữa AAA và AXB phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng trường hợp.

5.1. Độ Chính Xác Của AAA và AXB Trong Phantom Không Đồng Nhất

Trong phantom không đồng nhất, AXB cho thấy kết quả tốt hơn so với AAA về độ chính xác trong phân bố liều. Điều này đặc biệt quan trọng khi xạ trị các khối u nằm gần các cấu trúc có mật độ khác nhau, ví dụ như phổi hoặc xương.

5.2. Hiệu Suất Tính Toán Của AAA và AXB

AAA có thời gian tính toán nhanh hơn đáng kể so với AXB. Điều này có thể quan trọng trong các tình huống lâm sàng đòi hỏi lập kế hoạch điều trị nhanh chóng.

5.3. Ứng Dụng AAA và AXB Trong Kế Hoạch Xạ Trị Thực Tế

Nghiên cứu đã đánh giá AAA và AXB trên các kế hoạch xạ trị thực tế cho bệnh nhân ung thư. Kết quả cho thấy AXB có thể cải thiện độ chính xác trong phân bố liều và giảm thiểu liều cho các cơ quan nguy cấp. Tuy nhiên, AAA vẫn là một lựa chọn phù hợp trong nhiều trường hợp.

VI. Tương Lai Thuật Toán Tính Liều AAA AXB Trong Xạ Trị

Nghiên cứu và phát triển thuật toán tính liều tiếp tục là một lĩnh vực quan trọng trong xạ trị photon. Các thuật toán mới, như Monte Carlo, hứa hẹn cải thiện độ chính xác tính liều và cá nhân hóa điều trị. Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) có thể giúp tối ưu hóa kế hoạch xạ trị và cải thiện kết quả điều trị. Chuẩn hóa thuật toán AAA và chuẩn hóa thuật toán AXB cũng sẽ là một lĩnh vực quan trọng trong tương lai

6.1. Phát Triển Thuật Toán Monte Carlo Trong Xạ Trị Lâm Sàng

Monte Carlo là một phương pháp mô phỏng chính xác, nhưng đòi hỏi thời gian tính toán lâu. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực để cải thiện hiệu suất tính toán của Monte Carlo, giúp nó trở nên khả thi hơn trong xạ trị lâm sàng.

6.2. Ứng Dụng Trí Tuệ Nhân Tạo Trong Lập Kế Hoạch Xạ Trị

Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể được sử dụng để tối ưu hóa kế hoạch xạ trị, giảm thiểu liều cho các cơ quan nguy cấp và cải thiện độ bao phủ của khối u. AI cũng có thể giúp cá nhân hóa điều trị dựa trên đặc điểm riêng của từng bệnh nhân.

6.3. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Thuật Toán Tính Liều

Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm phát triển các thuật toán tính toán liều chính xác hơn, cải thiện hiệu suất tính toán, và tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) để tối ưu hóa kế hoạch xạ trị. Nghiên cứu về ảnh hưởng của thuật toán tính liều đến kế hoạch xạ trị cũng là một lĩnh vực quan trọng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU. Tổng quan về xạ trị. Khái niệm về xạ trị.

Máy gia tốc tuyến tính xạ trị. Cơ sở vật lý tính toán liều lượng. Một số đặc trưng chùm photon ứng dụng trong xạ trị. Liều sâu phần trăm (PDD).

Liều sâu cách tâm (Profile):. Đo liều bằng buồng ion hoá trong xạ trị. Trạng thái cân bằng điện tích. Lý thuyết đo liều bằng buồng ion hóa.

Chuẩn buồng ion hoá trong đo, chuẩn liều xạ trị. Công cụ mô phỏng Monte Carlo ứng dụng trong xạ trị. Công cụ mô phỏng Geant4. Công cụ mô phỏng GATE.

Công cụ mô phỏng PRIMO. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị và các thuật toán tính liều. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị. Phân loại các thuật toán tính liều xạ trị.

Các thuật toán tính liều cho chùm photon trong phần mềm Eclipse. Hiệu chỉnh mật độ không đồng nhất trong tính liều. Các nghiên cứu đánh giá thuật toán tính liều. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Thiết bị, công cụ sử dụng nghiên cứu. Máy gia tốc TrueBeam STx. Dụng cụ, thiết bị đo. Phantom nhiều lớp mật độ không đồng nhất.

Phantom lồng ngực E2E SBRT 036A. Phương pháp chỉ số gamma trong so sánh các phân bố liều. Phương pháp đánh giá độ lệch chuẩn. Phương pháp nghiên cứu.

Khảo sát đặc trưng chùm photon của máy gia tốc TrueBeam STx. Đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom không đồng nhất. Đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom lồng ngực E2E. Đánh giá các thuật toán tính liều trên kế hoạch xạ trị thực tế.

Kiểm soát sai số kết quả đo liều thực nghiệm và mô phỏng Monte Carlo. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. Kết quả khảo sát đặc trưng chùm photon của máy gia tốc TrueBeam STx 69 3. Kết quả chuẩn buồng ion hoá với chùm photon của máy gia tốc.

Kết quả mô phỏng đặc trưng chùm photon bằng công cụ PRIMO và GATE. Kết quả khảo sát, đánh giá các đặc trưng chùm photon. Kết quả đánh giá các thuật toán sử dụng phantom mật độ không đồng nhất. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 6 MV FF.

Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 6 MV FFF. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 10 MV FF. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 10 MV FFF. Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 8 MV FF.

Kết quả phân bố liều theo chiều sâu của chùm photon 15 MV FF. Kết quả đánh giá các thuật toán tính liều sử dụng phantom lồng ngực E2E. Kết quả đánh giá phân bố liều. So sánh, đánh giá các thuật toán.

Kết quả nghiên cứu, đánh giá các thuật toán trên kế hoạch xạ trị thực tế. Kết quả so sánh phân bố liều trên phần mềm lập kế hoạch và mô phỏng. Kết quả đánh giá các thuật toán AAA và AXB trên kế hoạch điều trị. 119 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.

120 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 121 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Three-dimentional radiation 3D-CRT Xạ trị theo không gian 3 chiều Therapy Thuật toán tích phân bất đẳng Anisotropic Analytical AAA hướng (tên thương mại một thuật Algorithm toán tính liều của hãng Varian) American Association of AAMP Hiệp hội Vật lý y khoa Mỹ Physicists in Medicine Tên thương mại một thuật toán tính AXB Acuros XB liều của hãng Varian, dùng cho chùm photon CCC Collapsed Cone Convolution Thuật toán chồng chập nón CPE Charge-Particle Equilibrium Trạng thái cân bằng hạt tích điện CT Computed Tomography Chụp cắt lớp vi tính Bán kính tìm kiếm xung quanh một DTA Distance-to-Agreement điểm nào đó trong phương pháp so sánh Gamma Index DVH Dose Volume Histogram Biểu đồ liều - thể tích Phép kiểm tra độ sai lệch giữa tính E2E End-to-End toán và đo lường trực tiếp trên mô hình người bệnh FFF Flattened-Filter Free Chùm tia không lọc phẳng FF Flattened Filter Chùm tia có lọc phẳng Tỷ lệ so sánh đạt yêu cầu trong GPR Gamma Pass Rate phương pháp Gamma Index Geant4 Application for Công cụ mô phỏng Monte Carlo GATE Tomographic Emission xây dựng trên nền của Geant4 Đơn vị liều hấp thụ, Gy Gray 1 Gy = 100 cGy = 1 J/kg Image-guided radiation IGRT Xạ trị hướng dẫn hình ảnh therapy vi Intensity Modulated IMRT Xạ trị điều biến liều Radiation Therapy Thuật toán/phương pháp mô phỏng MC Monte Carlo Monte Carlo MU Monitor Unit Đơn vị liều máy phát Thế gia tốc danh đinh, hoặc năng MV Megavoltage lượng danh định của chùm tia, tính bằng mê-ga Vôn Thuật toán chồng chập chùm bút PBC Pencil Beam Convolution chì Liều theo độ sâu tính bằng phần PDD Percentage Depth Dose trăm Tệp dữ liệu không gian pha (không PSF Phase-space file gian biểu diễn mọi trạng thái khả dĩ của một hệ hạt) PTV Planning Target Volume Thể tích bia lập kế hoạch xạ trị Stereotactic Body Radiation SBRT Xạ trị lập thể định vị thân Therapy SRS Stereotactic Radiosurgery Xạ phẫu lập thể định vị Stereotactic Radiation SRT Xạ trị lập thể Therapy Khoảng cách từ nguồn đến bề mặt SSD Source-to-Surface Distance vật liệu Radiation Therapy Oncology RTOG Nhóm xạ trị ung thư, Mỹ Group TG Task Group Nhóm công vụ TPS Treatment Planning System Hệ thống lập kế hoạch xạ trị TPR Tissue-Phantom Ratio Tỷ số mô-phantom TRS Technical Report Series Tuyển tập báo cáo kỹ thuật Volumetric Modulated Xạ trị điều biến liều theo thể tích VMAT Radiation Therapy cung tròn vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Một số thuật toán tính liều phân loại theo các nhóm A, B, và C. Khối lượng riêng môi trường vật liệu trong Acuros XB.

Các thông số kỹ thuật của buồng ion hóa CC13. Các thông số kỹ thuật buồng ion hóa CC04. Một số thông số kỹ thuật của phantom IBA Blue. Các thông số của phantom mật độ không đồng nhất:.

Bảng khối lượng riêng và mật độ electron của một số vật liệu trong E2E 36A. Các tệp không gian pha chùm photon máy gia tốc TrueBeam STx. Vị trí các điểm đo trong phantom mật độ không đồng nhất. Công thức tính các chỉ số đánh giá liều vào thể tích u.

Độ không đảm bảo tổng cộng của hệ số chuẩn buồng ion hóa trong chùm photon của máy gia tốc. Hệ số chuẩn của các buồng ion hoá trong chùm photon của máy gia tốc. Kết quả GPR trong so sánh phân bố liều PDD của 2 công cụ mô phỏng PRIMO, GATE so với đo thực nghiệm:. Kết quả GPR trong so sánh phân bố liều cross-profile của 2 công cụ mô phỏng PRIMO, GATE so với đo thực nghiệm:.

Chất lượng chùm tia (zmax, TPR20/10) các chùm photon của máy gia tốc TrueBeam STx giữa PRIMO, GATE và đo thực nghiệm. Liều bề mặt của các chùm photon FF, FFF giữa PRIMO, GATE và đo thực nghiệm ở các độ sâu khác nhau. Kích thước trường chiếu trên mô phỏng của các chùm photon FF, FFF giữa PRIMO và GATE. Độ rộng vùng bán dạ trên mô phỏng của các chùm photon FF, FFF giữa PRIMO và GATE.

Độ bằng phẳng trên mô phỏng của các chùm photon FF, FFF giữa PRIMO và GATE. Độ đối xứng trên mô phỏng của các chùm photon FF, FFF giữa PRIMO và GATE. Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 6 MV FF. Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 6 MV FFF.

Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 10 MV FF. Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 10 MV FFF. Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 8 MV FF 97 Bảng 3. Phân bố liều trong phantom không đồng nhất của chùm photon 15 MV FF.

Phân bố liều trong phantom E2E theo tính toán và đo thực nghiệm của chùm photon 6 MV FF. Phân bố liều trong phantom E2E theo tính toán và đo thực nghiệm của chùm photon 6 MV-FFF. Phân bố liều trong phantom E2E theo tính toán và đo thực nghiệm của chùm photon 10 MV FF. Phân bố liều trong phantom E2E theo tính toán và đo thực nghiệm của chùm photon 10 MV FFF.

Kết quả GPR trong so sánh phân bố liều giữa lập kế hoạch và PRIMO. Liều trung bình (Dmean) phân bố trên PTV của lập kế hoạch và mô phỏng. Liều cực đại (Dmax) phân bố trên PTV của lập kế hoạch và mô phỏng. Liều cực đại (Dmax) tại tuỷ sống.

Liều cực đại (Dmax) tại tim. Liều cực đại (Dmax) tại thực quản. Kết quả so sánh các chỉ số phân bố liều tại u giữa hai thuật toán AAA và AXB. So sánh phân bố liều vào các cơ quan nguy cấp giữa hai thuật toán AAA và AXB.

115 ix DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ Hình 1. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy gia tốc tuyến tính xạ trị [34]. Tương tác của photon với vật chất. Sự phụ thuộc của các hiệu ứng theo năng lượng và nguyên tử khối của môi trường vật chất.

Phân bố liều sâu phần trăm theo các mức năng lượng photon FF. Profile của chùm photon không lọc phẳng FFF và có lọc phẳng FF. Độ rộng trường chiếu và vùng bán dạ xác định theo profile. Minh hoạ chuẩn hoá đường profile chùm photon không lọc phẳng.

Trạng thái cân bằng hạt tích điện. Minh họa điều kiện Bragg-Gray trong môi trường nước. Cấu trúc 3 lớp của GATE. Các phân đoạn thực hiện mô phỏng trong PRIMO.

Minh hoạ chức năng của phần mềm lập kế hoạch xạ trị. Minh hoạ phân chia chùm tia rộng và các tọa độ trong hệ tọa độ bệnh nhân và hệ tọa độ chùm tia nhỏ. Hình ảnh tổng thể máy gia tốc xạ trị TrueBeam STx. Buồng ion hoá CC13 IBA (trái) và CC04 IBA (phải).

Thiết bị, công cụ và phần mềm sử dụng trong đo liều trên hệ thống máy gia tốc xạ trị. Phantom mật độ không đồng nhất được chế tạo với nhiều lớp có mật độ khác nhau sử dụng trong nghiên cứu. Phantom E2E SBRT 036A của hãng Cirs. Tiêu chuẩn đánh giá phân bố liều bằng phương pháp gamma Index.

Sơ đồ quy trình khảo sát đặc trưng chùm photon của máy gia tốc. Bố trí hình học cho phép đo PDD: Q là điểm bất kỳ ở độ sâu z, điểm P ở độ sâu zmax trên trục trung tâm của chùm tia. Các chiều quét khi đo liều sâu cách tâm chùm tia. Thiết lập hệ phantom nước đo đặc trưng chùm photon của máy TrueBeam STx.

Minh hoạ phân chia các vùng trên đầu máy gia tốc .