Luận văn thạc sĩ xác nhận tỉ số mô cực đại tmr được tính từ dữ liệu đo liều sâu phần trăm pdd của chùm photon năng lượng cao trên máy gia tốc elekta precise

Luận văn thạc sĩ phân tích tỉ số mô cực đại TMR từ dữ liệu đo liều sâu phần trăm PDD của chùm photon năng lượng cao trên máy gia tốc Elekta Precise.

• Tác giả: Nguyễn Mạnh Khải
• Người hướng dẫn: PGS. Bùi Văn Loát
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
• Đề tài: Xác Nhận Tỉ Số Mô Cực Đại (TMR) Được Tính Từ Dữ Liệu Đo Liều Sâu Phần Trăm (PDD) Của Chùm Photon Năng Lượng Cao
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm, mục đích và nguyên tắc của xạ trị
• 1.2. Cơ sở ứng dụng bức xạ ion hóa điều trị xạ trị ung thư
• 1.3. Các phương pháp xạ trị, thiết bị xạ trị
• 1.3.1. Các phương pháp xạ trị
• 1.3.2. Những khái niệm cơ bản trong vật lý xạ trị ung thư
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hệ thống thiết bị đo
• 2.2. Phương pháp thực nghiệm
• 2.3. Xác định hệ số tán xạ phantom (Sp)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Dữ liệu để bàn luận và phân tích
• 3.1.1. Kết quả đo liều sâu phần trăm (PDD)
• 3.1.2. Dữ liệu TMR đo
• 3.1.3. Dữ liệu TMR tính toán
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về xác nhận TMR từ dữ liệu PDD chùm photon năng lượng cao

Xác nhận Tỉ số Mô Cực Đại (TMR) là một yếu tố quan trọng trong lĩnh vực xạ trị ung thư. TMR được tính từ dữ liệu đo liều sâu phần trăm (PDD) của chùm photon năng lượng cao. Việc xác nhận TMR giúp cải thiện độ chính xác trong lập kế hoạch xạ trị, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào các khía cạnh liên quan đến TMR và PDD, cũng như ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

1.1. Khái niệm và vai trò của TMR trong xạ trị

TMR là tỷ số giữa liều lượng hấp thụ tại một điểm trong mô và liều lượng hấp thụ tại điểm cực đại. TMR đóng vai trò quan trọng trong việc xác định liều lượng cần thiết cho điều trị ung thư, giúp tối ưu hóa hiệu quả điều trị và giảm thiểu tác dụng phụ cho mô lành.

1.2. Dữ liệu PDD và mối liên hệ với TMR

Dữ liệu PDD cung cấp thông tin về sự phân bố liều lượng trong mô theo độ sâu. Mối liên hệ giữa PDD và TMR cho phép các nhà nghiên cứu xác định TMR một cách chính xác hơn, từ đó cải thiện quy trình lập kế hoạch xạ trị.

II. Vấn đề và thách thức trong xác nhận TMR từ dữ liệu PDD

Mặc dù TMR là một yếu tố quan trọng, việc xác nhận TMR từ dữ liệu PDD gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của thiết bị đo, sự biến đổi trong quá trình đo và các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến kết quả. Nghiên cứu này sẽ phân tích các thách thức này và đề xuất giải pháp.

2.1. Độ chính xác của thiết bị đo và ảnh hưởng đến TMR

Độ chính xác của thiết bị đo là yếu tố quyết định trong việc xác nhận TMR. Các sai số trong quá trình đo có thể dẫn đến kết quả không chính xác, ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị. Việc sử dụng thiết bị hiện đại và quy trình chuẩn hóa là cần thiết để giảm thiểu sai số.

2.2. Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến dữ liệu PDD

Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất có thể ảnh hưởng đến kết quả đo PDD. Việc kiểm soát các yếu tố này trong quá trình nghiên cứu là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu và kết quả TMR.

III. Phương pháp xác nhận TMR từ dữ liệu PDD hiệu quả

Để xác nhận TMR từ dữ liệu PDD, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học hiện đại. Nghiên cứu này sẽ trình bày các phương pháp chính được sử dụng để xác nhận TMR, bao gồm cả phương pháp đo trực tiếp và phương pháp tính toán.

3.1. Phương pháp đo trực tiếp TMR

Phương pháp đo trực tiếp TMR bao gồm việc sử dụng các thiết bị đo liều để xác định liều lượng hấp thụ tại các độ sâu khác nhau. Kết quả từ phương pháp này sẽ được so sánh với dữ liệu PDD để xác nhận tính chính xác của TMR.

3.2. Phương pháp tính toán TMR từ PDD

Phương pháp tính toán TMR từ PDD sử dụng các công thức toán học để suy ra TMR từ dữ liệu PDD. Phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực, đồng thời cung cấp kết quả nhanh chóng cho các nhà nghiên cứu.

IV. Ứng dụng thực tiễn của TMR trong điều trị ung thư

TMR không chỉ là một chỉ số quan trọng trong nghiên cứu mà còn có ứng dụng thực tiễn trong điều trị ung thư. Việc xác nhận TMR từ dữ liệu PDD giúp cải thiện quy trình lập kế hoạch xạ trị, từ đó nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân.

4.1. Tối ưu hóa quy trình lập kế hoạch xạ trị

Việc xác nhận TMR từ dữ liệu PDD cho phép các bác sĩ lập kế hoạch xạ trị chính xác hơn, từ đó tối ưu hóa liều lượng chiếu cho bệnh nhân. Điều này giúp giảm thiểu tác dụng phụ và nâng cao hiệu quả điều trị.

4.2. Nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân

Với việc áp dụng TMR trong lập kế hoạch xạ trị, bệnh nhân sẽ nhận được liều lượng chính xác hơn, giúp tiêu diệt tế bào ung thư hiệu quả hơn. Điều này không chỉ cải thiện tỷ lệ sống sót mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu TMR từ dữ liệu PDD

Nghiên cứu về xác nhận TMR từ dữ liệu PDD là một lĩnh vực quan trọng trong xạ trị ung thư. Kết quả nghiên cứu không chỉ giúp cải thiện quy trình điều trị mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa TMR và PDD, đồng thời xác nhận tính chính xác của các phương pháp đo và tính toán TMR. Những phát hiện này có thể được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn.

5.2. Hướng nghiên cứu tương lai trong lĩnh vực TMR

Hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc phát triển các phương pháp đo và tính toán TMR chính xác hơn, cũng như ứng dụng công nghệ mới trong xạ trị để nâng cao hiệu quả điều trị cho bệnh nhân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Xạ trị là một trong ba phương pháp chính điều trị ung thư, chiếm khoảng 60-70% số bệnh nhân ung thư cần áp dụng trong quá trình điều trị. Với sự phát triển của công nghệ, máy gia tốc tuyến tính (LINAC) hiện đại như Elekta Precise đã thay thế máy Cobalt-60 truyền thống, cho phép phân bố liều xạ chính xác hơn, tập trung vào khối u và giảm thiểu tổn thương mô lành. Một trong những thông số vật lý quan trọng trong lập kế hoạch xạ trị là tỷ số mô cực đại (TMR), được tính từ dữ liệu đo liều sâu phần trăm (PDD) của chùm photon năng lượng cao.

Luận văn tập trung nghiên cứu xác nhận tính phù hợp của TMR tính từ PDD theo kỹ thuật SSD so với TMR đo trực tiếp theo kỹ thuật SAD trên máy gia tốc Elekta Precise với hai mức năng lượng photon 6MV và 15MV. Mục tiêu cụ thể gồm xác định TMR từ PDD đo được và so sánh với TMR đo trực tiếp nhằm đánh giá độ chính xác và khả năng ứng dụng trong lập kế hoạch xạ trị. Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm Ung bướu – Bệnh viện Quân y 103 trong khoảng thời gian một tháng, với phạm vi đo đạc đa dạng về kích thước trường chiếu và độ sâu.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác của lập kế hoạch xạ trị, góp phần tối ưu hóa liều xạ đến khối u, giảm thiểu tác dụng phụ và nâng cao hiệu quả điều trị ung thư.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình vật lý xạ trị ung thư, bao gồm:

• Liều sâu phần trăm (PDD): Tỷ số liều lượng tại một điểm ở độ sâu d trong phantom so với liều tại điểm có liều cực đại, phụ thuộc vào năng lượng photon, kích thước trường chiếu và khoảng cách nguồn đến bề mặt (SSD).

• Tỷ số mô cực đại (TMR): Tỷ số liều lượng tại điểm ở độ sâu d so với liều tại điểm có liều cực đại trong phantom, được sử dụng thay thế cho tỷ số mô-không khí (TAR) trong chùm photon năng lượng cao.

• Hệ số tán xạ phantom (Sp): Hệ số biểu thị sự phụ thuộc của liều lượng vào kích thước trường chiếu, được xác định gián tiếp qua hệ số tán xạ tổng (Scp) và hệ số tán xạ collimator (Sc).

• Mô hình chuyển đổi PDD thành TMR: Sử dụng công thức dựa trên định luật bình phương nghịch đảo và hệ số tán xạ để tính TMR từ dữ liệu PDD đo được theo kỹ thuật SSD.

Các khái niệm chuyên ngành như SSD (Source to Surface Distance), SAD (Source to Axis Distance), phantom nước, buồng ion hóa, và các thuật ngữ vật lý xạ trị khác được áp dụng xuyên suốt nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng máy gia tốc tuyến tính Elekta Precise tại Trung tâm Ung bướu – Bệnh viện Quân y 103 với hai mức năng lượng photon 6MV và 15MV. Dữ liệu được thu thập bằng hệ thống phantom nước PTW REIBURG MP3, buồng ion hóa PTW Semiflex 0,125cm³ và phần mềm Mephysto mc2 để điều khiển và xử lý dữ liệu.

• Cỡ mẫu và phạm vi đo: Đo PDD và TMR với các kích thước trường chiếu vuông từ 5x5 cm² đến 40x40 cm², độ sâu từ 1,6 cm đến 24 cm.

• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các kích thước trường chiếu và độ sâu đại diện cho các điều kiện lâm sàng phổ biến trong xạ trị.

• Phương pháp phân tích: So sánh TMR tính từ PDD theo kỹ thuật SSD với TMR đo trực tiếp theo kỹ thuật SAD, phân tích sự khác biệt tương đối qua các độ sâu và kích thước trường chiếu.

• Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích dữ liệu trong vòng một tháng, đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của kết quả.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp đo đạc thực nghiệm và tính toán lý thuyết nhằm xác nhận tính chính xác của mô hình chuyển đổi PDD thành TMR trên máy gia tốc Elekta Precise.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Giá trị PDD giảm theo độ sâu và tăng theo kích thước trường chiếu:

   • Với năng lượng 6MV, PDD tại độ sâu 10 cm tăng từ 64,8% (5x5 cm²) lên 72,6% (40x40 cm²).
   • Với năng lượng 15MV, PDD tại độ sâu 10 cm tăng từ 74,4% (5x5 cm²) lên 78,1% (40x40 cm²).
     Điều này cho thấy sự phụ thuộc rõ rệt của PDD vào kích thước trường chiếu và năng lượng photon.

2. TMR giảm theo độ sâu và tăng theo kích thước trường chiếu:

   • Ở 6MV, TMR tại độ sâu 10 cm dao động từ 0,753 (5x5 cm²) đến 0,848 (40x40 cm²).
   • Ở 15MV, TMR cũng có xu hướng tương tự, với giá trị cao hơn do năng lượng lớn hơn.
     TMR đo được giảm dần khi độ sâu tăng, phù hợp với nguyên lý suy giảm liều xạ trong mô.

3. Sự khác biệt giữa TMR tính từ PDD và TMR đo trực tiếp nhỏ và có thể chấp nhận được:

   • Sự sai khác tương đối giữa hai phương pháp dưới 3% ở hầu hết các độ sâu và kích thước trường chiếu.
   • Sai số tăng nhẹ ở các trường chiếu lớn và độ sâu lớn, nhưng vẫn nằm trong giới hạn kỹ thuật cho phép.

4. Ảnh hưởng của kỹ thuật đo SSD và SAD:

   • TMR tính từ PDD theo kỹ thuật SSD có thể áp dụng hiệu quả cho lập kế hoạch xạ trị theo kỹ thuật SAD hiện đại.
   • Điều này giúp đơn giản hóa quy trình đo đạc và tính toán trong thực tế lâm sàng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình chuyển đổi PDD thành TMR trên máy gia tốc Elekta Precise là phù hợp và chính xác với sai số nhỏ, tương đương với các nghiên cứu quốc tế trong lĩnh vực vật lý xạ trị. Sự phụ thuộc của PDD và TMR vào kích thước trường chiếu và năng lượng photon phản ánh đúng đặc tính vật lý của chùm photon năng lượng cao.

Việc sử dụng TMR tính từ PDD theo kỹ thuật SSD thay thế cho TMR đo trực tiếp theo kỹ thuật SAD giúp giảm thiểu thời gian và công sức đo đạc, đồng thời vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết cho lập kế hoạch xạ trị. Kết quả này có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh PDD và TMR theo độ sâu và kích thước trường chiếu, cũng như bảng số liệu chi tiết minh họa sự khác biệt tương đối giữa các phương pháp.

So với các nghiên cứu trước đây, luận văn đã cung cấp dữ liệu thực nghiệm cụ thể trên máy gia tốc Elekta Precise tại Việt Nam, góp phần làm rõ tính ứng dụng của mô hình trong điều kiện thực tế. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng điều trị ung thư bằng xạ trị tại các cơ sở y tế trong nước.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng mô hình chuyển đổi PDD thành TMR trong lập kế hoạch xạ trị

   • Động từ hành động: Triển khai
   • Target metric: Độ chính xác tính toán liều xạ
   • Timeline: Ngay trong các quy trình lập kế hoạch hiện tại
   • Chủ thể thực hiện: Kỹ thuật viên và bác sĩ vật lý y sinh tại các trung tâm xạ trị

2. Đào tạo nâng cao kỹ năng đo đạc và xử lý dữ liệu PDD, TMR

   • Động từ hành động: Tổ chức đào tạo
   • Target metric: Nâng cao năng lực chuyên môn
   • Timeline: Trong 6 tháng tới
   • Chủ thể thực hiện: Các trường đại học, trung tâm đào tạo chuyên ngành vật lý y sinh

3. Cập nhật phần mềm lập kế hoạch xạ trị tích hợp mô hình tính TMR từ PDD

   • Động từ hành động: Cập nhật và tích hợp
   • Target metric: Tự động hóa và giảm sai số tính toán
   • Timeline: Trong vòng 1 năm
   • Chủ thể thực hiện: Nhà sản xuất phần mềm và các trung tâm xạ trị

4. Tiếp tục nghiên cứu mở rộng với các mức năng lượng và kỹ thuật xạ trị mới

   • Động từ hành động: Thực hiện nghiên cứu
   • Target metric: Mở rộng phạm vi ứng dụng
   • Timeline: 1-2 năm tiếp theo
   • Chủ thể thực hiện: Các nhóm nghiên cứu vật lý y sinh và y học hạt nhân

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Bác sĩ vật lý y sinh và kỹ thuật viên xạ trị

   • Lợi ích: Nắm vững kiến thức về các thông số vật lý chùm tia, nâng cao kỹ năng đo đạc và lập kế hoạch điều trị chính xác.
   • Use case: Áp dụng trong thực hành lâm sàng để tối ưu hóa liều xạ.

2. Giảng viên và sinh viên ngành Vật lý y sinh, Vật lý nguyên tử

   • Lợi ích: Tài liệu tham khảo thực nghiệm và lý thuyết về xạ trị ung thư, hỗ trợ nghiên cứu và giảng dạy.
   • Use case: Sử dụng làm tài liệu học tập và đề tài nghiên cứu khoa học.

3. Nhà quản lý và kỹ sư thiết bị y tế

   • Lợi ích: Hiểu rõ về nguyên lý hoạt động và thông số kỹ thuật của máy gia tốc tuyến tính Elekta Precise.
   • Use case: Quản lý, bảo trì và nâng cấp thiết bị xạ trị.

4. Nhà nghiên cứu trong lĩnh vực y học hạt nhân và xạ trị

   • Lợi ích: Cơ sở dữ liệu thực nghiệm để phát triển các mô hình tính toán và kỹ thuật xạ trị mới.
   • Use case: Phát triển phần mềm lập kế hoạch và nghiên cứu kỹ thuật xạ trị tiên tiến.

Câu hỏi thường gặp

1. TMR là gì và tại sao quan trọng trong xạ trị?
   TMR (Tỷ số mô cực đại) là tỷ số liều lượng tại một điểm trong mô so với liều tại điểm có liều cực đại. Nó quan trọng vì giúp xác định chính xác liều xạ đến khối u, đảm bảo hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ.

2. Sự khác biệt giữa kỹ thuật SSD và SAD trong đo đạc TMR?
   SSD là khoảng cách từ nguồn đến bề mặt bệnh nhân, trong khi SAD là khoảng cách từ nguồn đến trục chiếu trung tâm. Kỹ thuật SAD hiện đại hơn và chính xác hơn trong lập kế hoạch xạ trị, nhưng TMR tính từ PDD theo SSD vẫn phù hợp và tiện lợi.

3. Tại sao cần chuyển đổi PDD thành TMR?
   PDD đo theo kỹ thuật SSD, trong khi TMR dùng trong kỹ thuật SAD. Việc chuyển đổi giúp áp dụng dữ liệu đo được trong các phần mềm lập kế hoạch xạ trị hiện đại, đảm bảo tính chính xác và phù hợp với kỹ thuật điều trị.

4. Máy gia tốc Elekta Precise có ưu điểm gì trong xạ trị?
   Máy có khả năng tạo chùm photon năng lượng cao với hệ thống điều khiển tự động, đa lá collimator, cho phép phân bố liều chính xác, giảm thiểu tổn thương mô lành và nâng cao hiệu quả điều trị.

5. Làm thế nào để giảm sai số trong đo đạc PDD và TMR?
   Sử dụng phantom nước chuẩn, buồng ion hóa chính xác, điều chỉnh đúng khoảng cách SSD/SAD, và sử dụng phần mềm xử lý dữ liệu chuyên dụng giúp giảm sai số và tăng độ tin cậy của kết quả.

Kết luận

• Luận văn đã xác nhận tính phù hợp của TMR tính từ dữ liệu PDD theo kỹ thuật SSD với TMR đo trực tiếp theo kỹ thuật SAD trên máy gia tốc Elekta Precise.
• Dữ liệu PDD và TMR cho hai mức năng lượng 6MV và 15MV được đo đạc chi tiết với nhiều kích thước trường chiếu và độ sâu, cung cấp cơ sở thực nghiệm vững chắc.
• Sự khác biệt giữa TMR tính toán và đo đạc nhỏ, nằm trong giới hạn kỹ thuật cho phép, đảm bảo tính ứng dụng trong lập kế hoạch xạ trị.
• Nghiên cứu góp phần nâng cao độ chính xác và hiệu quả của xạ trị ung thư tại các cơ sở y tế trong nước.
• Đề xuất triển khai áp dụng mô hình tính TMR từ PDD, đào tạo chuyên môn và tiếp tục nghiên cứu mở rộng trong lĩnh vực vật lý y sinh.

Next steps: Triển khai áp dụng kết quả nghiên cứu trong thực tế lâm sàng, cập nhật phần mềm lập kế hoạch xạ trị và đào tạo nhân lực chuyên môn.

Call-to-action: Các trung tâm xạ trị và nhà nghiên cứu nên tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao chất lượng điều trị ung thư bằng xạ trị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN Chương này trình bày các vấn đề: Khái niệm, mục đích và nguyên tắc xạ trị; Cơ sở ứng dụng bức xạ ion hóa điều trị xạ trị ung thư; Các phương pháp xạ trị, thiết bị xạ trị; Nguyên lý cấu tạo, hoạt động máy gia tốc tuyến tính xạ trị ELEKTA; Các thông số vật lý chùm tia trong xạ trị; Các hệ số tính toán phân bố chùm tia. Đây là những đối tượng sẽ được nhắc đến nhiều trong luận văn này. Khái niệm, mục đích và nguyên tắc của xạ trị Phương pháp xạ trị là tên gọi ngắn gọn của phương pháp điều trị ung thư bằng tia xạ trong y học, là một trong 3 phương pháp chính được sử dụng hiện nay để điều trị bệnh ung thư cùng với 2 phương pháp là phẫu thuật và sử dụng hóa chất. Xạ trị là quá trình điều trị sử dụng bức xạ ion hóa (tia X, tia gamma.) với liều lượng thích hợp chiếu tới khối u nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư đồng thời phải đảm bảo hạn chế thấp nhất tổn thương cho các tế bào lành xung quanh.

Điều trị bằng tia xạ sử dụng độc lập có thể chữa khỏi nhiều loại ung thư còn ở giai đoạn khu trú tại chỗ như ung thư da, ung thư vòm họng, ung thư ở vùng đầu, cổ. Phương pháp này cũng có thể được sử dụng kết hợp với phẫu thuật trong những trường hợp ung thư đã phát hiện tương đối lớn. Khi đó có thể chiếu xạ tiền phẫu để giảm kích thước khối u, giảm xâm lấn, biến từ không mổ đượ thành mổ được. Cũng có thể sử dụng chiếu xạ tại vùng sau mổ để diệt những tế bào ung thư còn sót lại, hạn chế “di căn do cấy truyền tế bào ung thư trên đường mổ”.

Cũng có thể kết hợp cả xạ trị trước và sau mổ. Tùy theo từng trường hợp mà có thể lựa chọn phương pháp điều trị sao cho đạt hiệu quả cao nhất. Phương pháp xạ trị cũng có thể kết hợp với điều trị hóa chất. Ở các nước tiên tiến như Mỹ, Đức.

có tới trên 60% bệnh nhân ung thư được điều trị bằng xạ trị. Nguyên tắc của xạ trị là bằng cách nào đó, phải phân bố liều lượng đã chỉ định tập trung cao và đồng đều tại thể tích khối u, đồng thời phải giảm thiểu liều chiếu có hại cho tổ chức lành liên quan. Tiến bộ của kỹ thuật, công nghệ hướng tới 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Khải làm thế nào để liều lượng bức xạ tập trung vào khối u ngày càng cao và liều chiếu mô lành phải chịu ngày càng giảm. Cơ sở ứng dụng bức xạ ion hóa điều trị xạ trị ung thư Bức xạ ion hoá gây nên những biến đổi sinh học trong tổ chức sống.

Tuy nhiên độ nhạy cảm phóng xạ của các loại tế bào và mô trong cơ thể lại hết sức khác nhau. Đặc biệt các tế bào ung thư là những tế bào có khả năng sinh sản mạnh, tính biệt hóa kém nên nhạy cảm hơn với bức xạ ion hóa so với các tế bào lành. Nếu chiếu xạ với liều thích hợp, có thể tiêu diệt được tế bào ung thư mà ít gây biến đổi nguy hiểm đối với tế bào lành. Đó là nguyên lý của điều trị ung thư bằng phóng xạ [2], [4], [5], [6].

Các kỹ thuật điều trị tia xạ đều nhằm đạt được một liều lượng tối đa tại khối u, giảm đến tối thiểu liều ở các mô lành xung quanh. Muốn vậy phải dựa trên sự khác nhau về độ nhạy cảm tia xạ các tế bào u, tế bào lành và vào loại tế bào cụ thể. - Trên cùng một cơ thể các tế bào có độ nhạy cảm phóng xạ khác nhau. Những tế bào non đang trưởng thành (kém biệt hóa), tế bào sinh sản nhanh, dễ phân chia thường có độ nhạy cảm cao với phóng xạ như tế bào gốc tạo máu, tế bào niêm mạc ruột, tế bào sinh dục.

Các tế bào mô cơ, xương đã trưởng thành, não kém nhạy cảm với phóng xạ. Xác suất gây tổn thương tế bào Tế bào u Tế bào lành Liều chiếu Hình 1.1: Quan hệ liều với đáp ứng phóng xạ của tế bào u và tế bào lành 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Khải - Trong ung thư, chúng ta cần phải quan tâm nhiều nhất đến các tế bào có khả năng phân chia vô hạn: đó là các tế bào sinh clôn, có tỷ lệ khoảng 0,1 - 1%. Chỉ tiêu diệt được khối u khi tất cả các tế bào sinh clôn không còn khả năng phân chia. Xác suất tiêu diệt các tế bào sinh clôn này tuỳ thuộc nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là sự nhạy cảm với bức xạ ion hoá của các tế bào ung thư.

Các loại ung thư rất nhạy cảm với tia xạ như seminoma, u lympho ác tính.; nhạy cảm với tia xạ mức độ trung bình: hầu hết các carcinoma, ung thư ít nhạy cảm với tia xạ: melanoma, sarcoma. Sự nhạy cảm phóng xạ còn phụ thuộc vào chu kỳ tế bào. Pha phân chia tế bào (pha M) là thời điểm tế bào nhạy cảm nhất với phóng xạ [5], [6]. M - phân chia tế bào G1 - chuẩn bị tổng hợp S - tổng hợp G2 - tăng trưởng Hình 1.2: Chu kỳ của tế bào Điều trị ung thư bằng chiếu xạ được ứng dụng sớm ngay từ khi hiện tượng phóng xạ mới được phát minh.

Với các hạt tích điện như hạt alpha có khả năng ion hóa mạnh nhưng đâm xuyên kém, không được sử dụng trong chiếu xạ từ xa. Bức xạ beta (electron) có khả năng đâm xuyên khá lớn, được sử dụng chiếu xạ ngoài với các khối u nông như ung thư da. Khi đi vào độ sâu khoảng 5cm thì liều lượng của chùm electron gần như bằng không, do đó ít gây tổn hại đến các mô lành. Tia gamma và tia X tác dụng gây ion hóa kém hơn các loại hạt trên nhưng có khả năng đâm xuyên rất lớn, do đó được ứng dụng chủ yếu trong xạ trị từ xa.

Chúng có thể tác dụng lên các tế bào ở sâu trong cơ thể để điều trị các khối u sâu. Với các 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Khải khối u sâu trên 3cm, để giảm liều chiếu ở mặt da và ở các mô lành trên đường đi của chùm tia người ta làm nhiều chùm nhỏ chiếu theo các hướng khác nhau, hội tụ đồng tâm tại khối u cần điều trị. Các phương pháp xạ trị, thiết bị xạ trị 1. Các phương pháp xạ trị Có 3 phương pháp xạ trị phổ biến đã và đang được sử dụng là xạ trị chiếu ngoài, xạ trị áp sát và xạ trị chiếu trong (hay còn gọi là xạ trị chuyển hóa).

- Xạ trị chuyển hóa là ứng dụng một số đồng vị phóng xạ phát bức xạ beta âm (như 131I, 32P, 90Y.) trong điều trị bệnh. - Xạ trị áp sát là kỹ thuật xạ trị mà khoảng cách từ nguồn phóng xạ đến các khối u là rất nhỏ. Trong phương pháp này người ta đưa nguồn phóng xạ đến sát khối u để giảm chiếu xạ cho mô lành [34], [37]. Có 3 cách thực hiện kỹ thuật này: cách thứ nhất dùng tấm áp bề mặt để điều trị các vùng như da mặt, vùng đầu, vùng cổ…; cách thứ 2 là dùng các ống áp (applicator) để điều trị ở các khoang tự nhiên của cơ thể; cách thứ 3 người ta sử dụng các kim cắm trực tiếp vào trong các khe, kẽ, trong mô… Một số khối u ở những vị trí thuộc vùng hang hốc của cơ thể như cổ tử cung, trực tràng, thực quản.

có thể dùng một ống áp đặt trước rồi đưa đồng vị phóng xạ vào sát với khối u để chiếu xạ [5]. Như vậy có thể tăng liều chiếu ở khối u và giảm liều chiếu cho mô lành. Việc đưa nguồn xạ được thực hiện sau khi đã đặt ống áp đúng vị trí, thực hiện bằng điều khiển từ xa (qua máy tính) cho nên còn gọi là xạ trị áp sát nạp nguồn sau. Các kỹ thuật như dùng kim phóng xạ Radium, dùng các hạt (seed) gắn phóng xạ cấy vào mô ung thư cũng được coi là xạ trị áp sát.

- Xạ trị ngoài là phương pháp xạ trị mà nguồn phát tia ở cách bệnh nhân một khoảng nào đó. Đây là phương pháp rất phổ biến trong điều trị ung thư hiện nay. Phương pháp này được tiến hành với chùm photon từ nguồn phát như nguồn 60Co hoặc chùm phát tia X năng lượng cao được tạo bởi chùm electron đã được gia tốc 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Khải có năng lượng đủ lớn cho đập vào bia (phát tia X hãm), cũng có thể dùng trực tiếp chùm electron đã được gia tốc. Trong thập kỷ qua, một số kỹ thuật mới đã được phát triển để áp dụng một cách tốt hơn trong lĩnh vực xạ trị nhằm tăng hiệu quả điều trị, giảm thiểu nguy cơ các biến chứng.

Sự ra đời của các phương pháp chẩn đoán hình ảnh chính xác như CT, MRI, cắt lớp phóng xạ. cho phép xác định kích thước, vị trí khối u chính xác hơn, do đó thể tích chiếu xạ giảm đáng kể [5],[34]. Kỹ thuật xạ trị định vị, xạ trị điều biến liều của chùm tia cho phép giảm thiểu vùng mô lành bị chiếu xạ, giảm tác dụng không mong muốn của chiếu xạ. Những khái niệm cơ bản trong vật lý xạ trị ung thư • Cân bằng điện tích (Build-Up): Là hiện tượng vật lý, xảy ra khi các chùm photon năng lượng cao tương tác với môi trường sinh ra các electron thứ cấp.

Tùy theo năng lượng photon và môi trường tương tác, những electron này cũng sẽ tham gia tương tác với môi trường. Miền giới hạn giữa bề mặt môi trường (mặt da) và độ sâu đạt liều cực đại rất có ý nghĩa trong xạ trị, thông qua việc lựa chọn năng lượng chùm tia. Liều Độ sâu Hình 1.3: Vùng cân bằng điện tích 7 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Luận văn Thạc sĩ Nguyễn Mạnh Khải • Liều hấp thụ - Định nghĩa: liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối lượng vật chất mà bức xạ đi qua [3],[6].1 dE: năng lượng của bức xạ bị hấp thụ bởi vật chất có khối lượng là dm. - Đơn vị trong hệ SI là Gray (Gy): 1Gy = 1J/kg - Đơn vị cũ là rad; 1Gy = 100 rad.

- Suất liều hấp thụ: là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian.