Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Liều với khối lượng nhỏ vật chất trong không khí được đo cùng với đầy đủ vật chất xung quanh điểm P để cung cấp cân bằng điện tử (buồng ion hóa với nắp tích tụ phù hợp). liên quan đến Dp, liều tại độ sâu zmax trong phantom nước tại điểm P, qua hệ số tán x

Liều với khối lượng nhỏ vật chất trong không khí được đo cùng với đầy đủ vật chất xung quanh điểm P để cung cấp cân bằng điện tử (buồng ion hóa với nắp tích tụ phù hợp). liên quan đến Dp, liều tại độ sâu zmax trong phantom nước tại điểm P, qua hệ số tán x

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



tích tụ phù hợp). liên quan đến Dp, liều tại độ sâu zmax trong phantom nước tại điểm

P, qua hệ số tán xạ đỉnh (PSF) được tính theo:

PSF(A,hv) = Sp (A, hv) =



(2.3)



Giá trị tiêu biểu của hệ số tán xạ đỉnh (PSF) biến thiên từ ~ 1 của trường nhỏ

đối với chùm năng lượng cao, qua 1,054 của kích thước trường 10×10 cm 2 trong

chùm tia Co60 đến 1.10 của trường 50×100 cm2 trong chùm Co60 (sử dụng tổng

chiếu tồn thân (TBI)).



Hình 2.2. Hình học đo của hệ số tán xạ đỉnh PSF tại điểm P trong khơng khí và

phantom.

Hình 2.2a biểu diễn phép đo của và hình 2.2b biểu diễn phép đo của D p. Vị

trí buồng đo ở phần a được xét tại khoảng cách f+zmax từ nguồn.

Hệ số PSF phụ thuộc vào kích thước trường A cũng như năng lượng chùm

photon (hv) và hệ số được đưa ra bởi liều phóng xạ tại điểm P trong khơng khí tăng

bởi bức xạ tán xạ đến điểm P từ phantom hoặc từ bệnh nhân.

Mối quan hệ qua lại giữa số lượng tán xạ ngược và sự đâm xuyên của photon

tán xạ ngược là nguyên nhân làm cho số hạng của hệ số PSF ban đầu tăng cùng

năng lượng chùm tia, đạt đỉnh xung quanh HVL ~ 1mm, và sau đó giảm dần cùng

với sự gia tăng năng lượng chùm tia. Chất lượng chùm tia tại đó tán ngược tập trung

tối đa phụ thuộc vào kích thước trường, bức xạ sẽ di chuyển khó khăn hơn khi tăng

kích thước trường.

Năng lượng đưa ra là hv, hệ số PSF tăng tỉ lệ thuận với kích thước trường,

được biểu diễn trong hình 2.3 của chùm Co60.



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 25



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Hệ số tán xạ (SF) (tương đương với hệ số tán xạ đỉnh (PSF)) tại một trường

chiếu A bất kỳ được tính như sau:

SF(A,hv)=



(2.4)



Và như thế hệ số PSF có giá trị trung bình tiến đến 1 từ kích thước trường

10×10 cm2. Hệ số tán xạ đỉnh (PSF) còn được gọi là hệ số tán xạ phantom và ký

hiệu là Sp(A).



Hinh 2.3. Hệ số tán xạ đỉnh PSF với kích thước trường chiếu

của chùm tia γ từ nguồn Co60.

2.1.4 Hệ số liều tương đương

Trong kỹ thuật khoảng cách nguồn- trục SSD sử dụng chùm tia photon, hệ số

liều tại điểm P (tại độ sâu zmax trong một phantom) phụ thuộc vào kích thước trường

chiếu A, độ lớn kích thước trường chiếu, độ lớn liều. Hệ số liều tương đương (RDF)

được định nghĩa là tỉ số của liều Dp(zmax, A, f, hv) tại điểm P trong phantom của

trường A, với liều Dp(zmax,10, f, hv) tại điểm P trong phantom của kích thước trường

10×10 cm2:

RDF(A,hv)= Sc,p(A.hv)=



(2.5)



Bố trí hình học đo của RDF(A,hv) được biểu diễn trong hình 2.4a với phép

đo liều tại điểm P Dp(zmax, A, f,hv) với kích thước trường A và trong hình 2.4b với

phép đo liều tại điểm P Dp(zmax,10,f,hv) với kích thước trường 10×10cm.

Từ định nghĩa cơ bản của hệ số CF và SF, chúng ta có thể viết hệ số RDF

theo công thức sau:



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 26



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



RDF(10,hv)= (2.6)

Từ công thức trên chứng tỏ rằng hệ số liều tương đương (RDF) gồm hai

thành phần chính: Tán xạ đến từ ống chuẩn trực và tán xạ đến từ phantom.

Hình 2.4 biểu diễn giá trị đặc trưng của RDF(A,hv), CF(A,hv) và SF(A,hv)

dựa trên kích thước trường A của chùm Co 60. Tất cả 3 hệ số trên được chuẩn đến 1

của trường A = 10×10 cm2. Các hệ số này lớn hơn 1 của trường A > 10×10 cm 2 và

nhỏ hơn 1 khi A < 10×10 cm2.



Hình 2.4. Hình học của phép đo hệ số liều tương đương (RDF)



2.2



Kỹ thuật xạ trị khoảng cách nguồn – bề mặt (SSD) xác định độ sâu liều

trên trục trung tâm trong nước



2.2.1 Độ sâu liều % PDD

Phân bố liều trên trục trung tâm bên trong bệnh nhân hay phantom thường

được chuẩn đến liều cực đại D max=100% tại độ sâu tối đa zmax và khi đó được gọi là

phân bố PDD. Liều sâu % PDD được định nghĩa như sau:

PDD(z, A, f, hv)=100DQ/DP= 100



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 27



(2.7)



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Ở đây DQ và là liều và suất liều, tương ứng tại điểm Q với độ sâu z bất kỳ

trên trục chính của phantom và DP và là liều và suất liều tại điểm P với độ sâu z max

trên trục chính của phantom.

Hình học phép đo của liều sâu % (PDD) được xác định trên hình 2.6. Điểm

Q là một điểm tùy ý tại độ sâu z trên trục chính của chùm tia, điểm P tương ứng cho

điểm tham chiếu tại z=zmax trên trục trung tâm chùm tia. Liều sâu % PDD phụ thuộc

vào 4 tham số: độ sâu trong phantom , kích thước trường chiếu A, khoảng cách

nguồn- bề mặt SSD (f) và năng lượng chùm photon. Liều sâu % PDD có giải giá trị

từ 0 tại z −> ∞ đến 100 tại z=zmax.



Hình 2.5. Giá trị của hệ số liều tương đương RDF(A), hệ số chuẩn trực CF(A) và

hệ số tán xạ SF(A)của chùm γ Co60

Liều tại điểm Q gồm hai thành phần chính: cơ bản và tán xạ.

-



Thành phần cơ bản có thể được thể hiện như sau:

PDDpri= 100 = 100×()2× (2.8)

ở đó là hệ số suy giảm hiệu dụng của chùm tia chính trong vật chất phantom.

Thành phần tán xạ phản ánh sự đóng góp của bức xạ tán xạ đến liều tại điểm



Q.

Khi hệ số A, f, hv khơng đổi thì liều sâu % (PDD) ban đầu tăng từ bề mặt tới

z= zmax và giảm dần khi độ sâu z tăng. Độ sâu liều tối đa và liều trên bề mặt phụ

thuộc vào độ lớn của năng lượng chùm tia, độ sâu của độ sâu liều cực đại và liều bề

mặt thấp.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 28



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



 Khi z, f và hv khơng đổi thì liều sâu % PDD tăng tỉ lệ thuận với kích

thước trường A vì thành phần tán xạ đóng góp tăng tại điểm trên trục trung tâm.

 Khi z, A, hv không đổi thì liều sâu % (PDD) tăng tỉ lệ tỉ lệ thuận với

khoảng cách nguồn – bề mặt (SSD) do ảnh hưởng của bình phương khoảng cách.

 Khi z, A, f khơng đổi thì liều sâu % (PDD) ở xa độ sâu z max sẽ tăng cùng

với năng lượng chùm tia, điều này là do sự suy giảm năng lượng chùm tia.



Hình 2.6. Phép đo hình học của liều sâu % (PDD).

Liều sâu % (PDD) của chùm tia xạ thường được tạo thành bảng dữ liệu cho

trường chiếu vuông. Tuy nhiên, phần lớn các trường chiếu được sử dụng trong xạ trị

có hình dạng chữ nhật hoặc khơng đồng đều. Khái niệm bình phương tương đương

được sử dụng để tính tốn trường vng đó sẽ tương ứng với việc đưa ra trường chữ

nhật hay trường không đồng đều.

2.2.2 Hệ số tán xạ

Trong tính tốn liều xạ thường có mong muốn tách thành phần tán xạ từ tổng

liều Q:

Thành phần tán xạ tại Q = tổng liều tại Q - Liều chính tại Q =

= D`P×PSF(A,hv)×PDD(z, A, f, hv)/100 – D`P×PSF(0,hv)×PDD(z,0, f, hv)/100

(2.9)

Hệ số tán xạ S(z, A, f, hv) khi ấy được định nghĩa như sau:

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 29



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



S(z, A, f, hv) = PSF(A,hv)×PDD(z,A,f,hv)- PSF(0,hv)×PDD(z,0,f,hv) (2.10)



Hình 2.7. Đường cong của liều sâu % (PDD) trong nước có kích thước trường 1010

Bảng 2.2. Liều sâu % của chùm photon khác nhau trong nước cùng trường A kích

thước 10*10 cm2, khoảng cách SSD=f =100 cm và tại hai độ sâu: 5 cm và 10 cm.

Chùm photon hv

C0-60

4 MV

6 MV

10 MV 18 MV 25 MV

Chuẩn zmax(cm)

0.5

1.0

1.5

2.5

3.5

5.0

PDD(5,10,100,hv) 80

84

86

92

97

98

PDD(10,10,100,hv) 59

65

67

74

80

82

2

cm tại khoảng cách SSD 100cm của chùm photon năng lượng 15 MV.



Tương tự với liều sâu % (PDD), hàm tán xạ S phụ thuộc vào 4 thơng số : độ

sâu z, kích thước trường chiếu A, khoảng cách nguồn - bề mặt SSD (f) và năng

lượng chùm tia (hv).

-



Khi A, f, hv khơng đổi thì hệ số tán xạ ban đầu tăng cùng với độ sâu z, đạt

đến đỉnh điểm rồi sau đó giảm dần khi độ sâu z tăng.



-



Khi z, f, hv, S khơng đổi thì tán xạ S tăng cùng với kích thước trường A.



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 30



ĐH Bách Khoa Hà Nội



-



Đồ án tốt nghiệp



Tại z=zmax, ta có hàm tán xạ:

S(zmax, A, f, hv) = 100[PSF(A,hv)-1]



2.3



(2.11)



Kỹ thuật khoảng cách nguồn- trục (SAD) xác định liều sâu trục trung

tâm trong nước

Khi sử dụng đa trường chiếu để điều trị khối u bên trong cơ thể bệnh nhân,



kỹ thuật khoảng cách nguồn – trục (SAD) thường được chọn bởi vì kỹ thuật này có

nhiều điểm thuận lợi hơn khi so sánh với kỹ thuật SSD. Liều trung tâm được thiết

lập với năng lượng cao cùng khoảng cách SAD là 80 cm, hay thông thường hơn là

100 cm, cho phép tùy chọn trong điều trị. Trong việc điều trị bằng kỹ thuật SSD,

người ta tính tốn liều dựa vào sự phân bố liều sâu % (PDD). Thiết lập kỹ thuật

khoảng cách nguồn- trục (SAD) dựa vào các hàm khác nhau, như tỉ số mơ- khơng

khí (TAR), tỉ số mô- phantom (TPR) và tỉ số mô- cực đại (TMR) để tính tốn liều

lượng.

2.3.1 Tỉ số mơ- khơng khí (TAR)

Trong các máy gia tốc có thân có thể quay quanh một trục, nguồn bức xạ có

thể di chuyển trên một đường tròn xung quanh trục quay. Trục quay này thường đi

qua khối u trong bệnh nhân. Trong suốt quá trình quay quanh bệnh nhân, khoảng

cách nguồn- bề mặt (SSD) thay đổi theo bề mặt da bệnh nhân còn khoảng cách

nguồn- trục (SAD) thì khơng thay đổi.

Bảng 2.3. Tỉ số mơ – khơng khí đối với chùm Co 60 trong nước với kích thước

trường chiếu khác nhau AQ và ở hai độ sâu trong phantom là 5 cm và 10 cm.

AQ (cm)



TAR(5,

AQ, Co)

TAR(10,



0×0



5×5



10×10



15×15



20×20



25×25



0.744



0.864



0.921



0.953



0.974



0.986



0.536



0.654



0.731



0.779



0.809



0.831



AQ, Co)

TAR(20, AQ, Co)



0.278



0.354



0.418



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 31



0.470



0.509



0.536



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Tỉ số mơ- khơng khí TAR(z, AQ,hv) được định nghĩa như tỉ số của liều hay

suất liều tại Q trên trục chính trong bệnh nhân hay trong phantom so với liều hay

suất liều tại Q trong khơng khí, giống với điểm Q trên trục trung tâm chùm tia:

TAR(z, AQ, hv) =



(2.12)



Trái với kỹ thuật điều trị liều sâu % (PDD), mà phụ thuộc vào 4 tham số, tỉ

số mô- khơng khí (TAR) chỉ phụ thuộc vào 3 tham số: độ sâu z, trường chiếu A tại

điểm Q và Năng lượng chùm tia (hv); về cơ bản tỉ số TAR không phụ thuộc vào

khoảng cách nguồn- mặt (SSD) hay khoảng cách nguồn- trục (SAD) trong dải của

SSD (50-150 cm). Tỉ số mơ- khơng khí (TAR) khác nhau với chùm Co 60 tại độ sâu 5

và 10 cm trong nước được đưa ra trong bảng 2.3.



Hình 2.8. Phép đo hình học và định nghĩa của tỉ số TAR.

-



Khi AQ và E không đổi, tỉ số TAR giảm ở độ sâu z > zmax.



-



Khi z và E không đổi, tỉ số TAR tăng theo AQ.



-



Khi z=z max, tỉ số TAR đồng nhất với hệ số PSF:

TAR(z=zmax, AQ=AP, hv) = PSF (AP, hv) (2.13)



-



Tại vùng zero, tỉ số TAR (TAR(z,0,hv) có thể được tính tốn từ:

TAR(z, 0, hv) =



(2.14)



Ở đây là hệ số suy giảm hiệu dụng của chùm photon hv. Trường A có kích

thước 0×0 là trường với giả thiết trong đó liều tại độ sâu phantom là hoàn toàn đến

từ chùm tia photon chính, thể tích ở đó có thể tán xạ bằng 0.



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 32



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Tỉ số TAR được đo bởi buồng ion hóa với độ tin cậy cao. Tuy nhiên, các

phép đo là phức tạp hơn rất nhiều so với việc đo liều sâu % (PDD). Trong trường

hợp của tỉ số TAR với độ sâu trong nước phải được đo đạc theo khoảng cách giữa

buồng ion hóa và nguồn chiếu xạ khơng đổi, khó để nhận được bằng cách sử dụng

kỹ thuật tự động. Hơn nữa, phép đo liều phải rất cẩn thận để đảm bảo sự tích tụ đầy

đủ và chỉ số tán xạ tự do trong buồng từ phòng điều trị hay sàn nhà.

2.3.2 Hệ thức liên hệ giữa tỉ số TAR (d, AQ, E) và liều sâu % PDD (d, A, f, hv)

Như biểu diễn trong hình 2.9 về mối quan hệ giữa tỉ số TAR (z, A Q,hv) và

liều sâu % PDD( z,A,f,hv) tương ứng từ định nghĩa từ 2 phương trình. Định nghĩa

cơ bản của 2 phương trình là:

TAR(z, AQ, hv) =



(2.15)



PDD(z,A,f,hv)= 100



(2.16)



Hình 2.9. Hình học về mối quan hệ giữa liều sâu % PDD (z, A, f, hv) và tỉ số mơkhơng khí TAR (z, AQ, hv)

Và giải phương trình trên ta tìm được DQ chúng ta được:

DQ= DPQ TAR(z, AQ, hv)



(2.17)



DP bây giờ có thể được viết:

DP = D`PPSF(A,hv)= D`Q ()2 ×PSF (A,hv)



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 33



(2.18)



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Và thế biểu thức vào phương trình (3.17) ta được:

TAR(z, AQ,hv)= PSF(A,hv))2



(2.19)



Đối với trường hợp đặc biệt tại độ sâu z=z max , ở đó liều sâu % PDD(zmax, A,

hv) = 100%, phương trình (2.19) cho thấy rằng hệ số tán xạ đỉnh PSF(A,hv) là một

TAR(zmax,A,hv) đặc trưng. Do đó, dải giá trị của tỉ số TARs từ 0 tại z đến PSF

(A,hv) tại z=zmax.

Từ đó tỉ số TAR khơng phụ thuộc vào khoảng cách SSD, bảng tỉ số TAR

được đưa ra cho một mức năng lượng cụ thể để bao gồm tất cả các khoảng cách

SSD được sử dụng trong lâm sàng.



Hình 2.10. Biểu diễn mối quan hệ PDD với SSD.



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 34



ĐH Bách Khoa Hà Nội



Đồ án tốt nghiệp



Hình 2.11. Mối quan hệ liều sâu % PDD với khoảng cách SSD cùng với kích

thước trường AQ đồng nhất.

Lựa chọn các giá trị bất kỳ của liều sâu % PDDs với kết hợp tùy ý giữa độ

sâu z, trường chiếu A, và khoảng cách nguồn- mặt f=SSD có thể tính tốn từ mỗi

bảng tỉ số TAR.

Căn cứ vào phương trình (2.19) chúng ta suy ra theo 2 mối quan hệ của liều

sâu PDD tại 2 SSD khác nhau (f1 và f2).

-



Giả định mối liên hệ thứ nhất từ một trường giống nhau tại 2 SSD, như biểu



diễn trong hình 2.10:

= ()×()2

-



(2.20)



Giả định mối liên hệ thứ hai từ trường giống nhau có kích thước trường A Q



tại độ sâu z tại 2 khoảng cách SSD f1 và f2, được biểu diễn trong hình 3.11:



()2 (2.21)

Mối liên hệ trong phương trình (2.20) và (2.21) bao gồm 2 thành phần: thành

phần điều chỉnh tỉ số bình phương nghịch đảo là thành phần chính của sự điều chỉnh

và được hiểu như hệ số Mayneord. Tỉ số của TAR (hoặc hệ số PSF) thường được bỏ

qua vì sự ảnh hưởng của chúng nhỏ hơn rất nhiều so với thành phần hệ số

Mayneord. Do đó, thơng thường người ta chỉ sử dụng một hệ số Mayneord để hiệu

chỉnh liều sâu % PDD từ một khoảng cách khác SSD khác.



Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 35



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Liều với khối lượng nhỏ vật chất trong không khí được đo cùng với đầy đủ vật chất xung quanh điểm P để cung cấp cân bằng điện tử (buồng ion hóa với nắp tích tụ phù hợp). liên quan đến Dp, liều tại độ sâu zmax trong phantom nước tại điểm P, qua hệ số tán x

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×