Tải bản đầy đủ - 0trang
DANH MỤC VIẾT TẮT



1



1-D



One dimensional



Không gian 1 chiều



2



2-D



Two dimensional



Không gian 2 chiều



3



3-D



Three dimensional



Không gian 3 chiều



4



CRT



Comformal Radiation Therapy



Xạ trị theo hình dạng khối u



5



CT



Computed Tomography



Chụp ảnh cắt lớp



6



CTV



Clinical Target Volume



Thể tích bia lâm sàng



7



DRR



Digital Reconstruction Radiograph



Máy tia X tái tạo bằng kỹ thuật số



8



DVH



Dose Volume Histogram



Biểu đồ thể tích – liều lượng



9



EPID



Electron Portal Imaging Device



Thiết bị tạo ảnh điện tử



10



GTV



Gross Tumor Volume



Thể tích khối u thơ



11



IAEA



Cơ quan năng lượng ngun tử

thế giới



12



IMRT



Intermational Atomic Energy

Agency

Intensity Modulated Radiation

Therapy



13



ITV



Internal Target Volume



Thể tích bia bên trong



14



MLC



Multileaf Collimator



Collimator đa lá



15



MRI



Magnetic Resonance Imaging



Chụp ảnh cộng hưởng từ



16



MU



Monitor Unit



Đơn vị thay thế liều



17



PET



Position Emission Tomography



Chụp ảnh cắt lớp bằng đồng vị

phát xạ positron



18



PTV



Planing Target Volume



Thể tích bia lập kế hoạch



19



QA



Quality Assurance



Đảm bảo chất lượng



Xạ trị điều biến liều



20



QC



Quality Control



Kiểm sốt chất lượng



21



RF



Radiofrequency



Tần số song vơ tuyến



22



SAD



Source to Axis Distance



Khoảng cách từ nguồn tới tâm bia



Single Photon Emission Computed

Tomography



Chụp ảnh cắt lớp bằng đồng vị

phát xạ đơn photon



23 SPECT

24



SSD



Source to Surface Distance



Khoảng cách từ nguồn đến da



25



TCP



Tumor Control Probability



Xác xuất kiểm soát khối u



26



TLD



Thermoluminescence Dosimetry



Máy đo liều nhiệt phát quang



27



TPS



Treatment Planning System



Hệ thống lập kế hoạch điều trị



MỤC LỤC

Trước hết, em xin trân trọng gửi tới Khoa Xạ trị – Bệnh viện ung bướu trung ương – Hà Nội lời

cảm ơn chân thành vì sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình làm đồ án tốt

nghiệp tại Khoa.....................................................................................................................................1

Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Xuân Kử, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ

bảo em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.....................................................................................1

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Viện Kỹ thuật hạt nhân và Vật lý môi trường – Đại học

Bách khoa Hà Nội đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian

học tập tại trường................................................................................................................................1

Được sự giúp đỡ của các thầy cô và cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành bản đồ

án tốt nghiệp với đề tài “Tìm hiểu quy trình ứng dụng hệ Collimator đa lá- MLC trong kỹ thuật xạ

trị ba chiều 3D-CRT”.............................................................................................................................1

Do thời gian thực tập có hạn nên trong bản đồ án tốt nghiệp của em sẽ khơng tránh khỏi sai sót.

Em rất mong được sự góp ý và hướng dẫn của các thầy cô!..............................................................1

LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................................................................................1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ.................................................3

1.1. Thế nào là ung thư............................................................................................................................3

1.2. Các phương pháp điều trị ung thư...................................................................................................4

1.2.1. Phẫu thuật.................................................................................................................................4

1.2.2. Xạ trị...........................................................................................................................................5

1.2.3. Hóa trị........................................................................................................................................6

1.3. Cơ sở của xạ trị ung thư....................................................................................................................7

CHƯƠNG II: CÁC THIẾT BỊ XẠ TRỊ.................................................................................................................9

2.1. Máy xạ trị Cobalt-60..........................................................................................................................9

2.2. Máy gia tốc tuyến tính- LINAC........................................................................................................11

CHƯƠNG III: COLLIMATOR ĐA LÁ –MLC....................................................................................................16

TRONG MÁY XẠ TRỊ UNG THƯ...................................................................................................................16

3.1. Nguyên lý và cấu tạo máy gia tốc thẳng.........................................................................................16

3.1.1. Sơ đồ cấu tạo và sơ đồ khối của máy gia tốc thẳng trong xạ trị............................................17

3.1.2. Nguyên lý hoạt động của máy gia tốc trong xạ trị.................................................................20

3.2. Hệ thống collimator đa lá (MLC).....................................................................................................25

3.2.1. Nguyên lý hoạt động của MLC................................................................................................26

3.2.2. Cấu trúc hình học và đặc tính cơ khí......................................................................................27



3.2.3. Vị trí MLC trong hệ chuẩn trực trên máy gia tốc....................................................................32

3.2.4. Đặc tính vật lý..........................................................................................................................33

CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT XẠ TRỊ 3D-CRT BẰNG MÁY GIA TỐC ELEKTA VỚI HỆ COLLIMATOR

ĐA LÁ - MLC................................................................................................................................................38

4.1. Xạ trị ba chiều theo hình dạng khối u (3D- CRT)............................................................................39

4.2. Phương pháp xạ trị bằng máy gia tốc Elekta với hệ MLC...............................................................45

4.2.1. Phương pháp...........................................................................................................................45

Kích thước trường chiếu cực tiểu, cực đại.......................................................................................45

Bề rộng của mỗi lá.............................................................................................................................45

Khoảng cách chuyển động qua tâm của mỗi lá................................................................................45

Khả năng hai lá gần đối diện có thể đi ngược chiều nhau...............................................................45

4.2.2. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị XiO..........................................................................................47

4.3. Một số ứng dụng lâm sàng của kỹ thuật 3D-CRT được áp dụng trên máy gia tốc với hệ MLC....48

4.3.1. Ung thư phổi...........................................................................................................................48

Kĩ thuật xạ trị 3-D CRT.......................................................................................................................48

Ứng dụng lâm sàng : Bệnh nhân X.Phạm.T, tuổi 60..........................................................................50

4.3.2. Ung thư vú...............................................................................................................................54

Kĩ thuật xạ trị 3-D CRT.......................................................................................................................55

Ứng dụng lâm sàng : Bệnh nhân V. Thị. H, tuổi 45...........................................................................57

Kết luận chương 4......................................................................................................................................61

KẾT LUẬN CHUNG.......................................................................................................................................64

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................................65



LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trong y học, cùng với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, khoa học

máy tính, các đồng vị phóng xạ, các thiết bị phát tia X đang được ứng dụng rộng rãi

trong chẩn đoán và điều trị, đem lại hiệu quả to lớn, góp phần cứu chữa người bệnh,

nhất là các bệnh nhân ung thư.

Ứng dụng bức xạ ion hoá vào điều trị ung thư (xạ trị) bắt đầu từ những năm đầu

của thế kỷ trước, khi người ta dùng kim Radium phóng xạ cắm vào khối u để tiêu diệt

tế bào ung thư. Cho đến những năm 1950, máy xạ trị Cobalt-60 đã được ứng dụng

chiếu xạ ngoài điều trị ung thư đạt hiệu quả tốt. Xạ trị trở thành một trong ba phương

pháp chính thống điều trị ung thư (cùng với phẫu thuật và hoá trị). Ở những nước tiên

tiến như Mỹ, Anh có tới trên 60% bệnh nhân ung thư được điều trị bằng xạ trị.

Trong vài ba thập kỷ vừa qua, máy gia tốc y học (medical linear accelerator LINAC) đã trở thành thiết bị chiếm ưu thế trong điều trị ung thư bằng bức xạ ion hố.

Đã có năm thế hệ máy gia tốc khác nhau:

- Máy gia tốc tia X, photon năng lượng thấp.

- Máy gia tốc hai loại bức xạ: tia X, photon năng lượng trung bình và bức xạ

electron.

- Máy gia tốc hai loại búc xạ: tia X, photon năng lượng cao và bức xạ electron.

- Máy gia tốc hai chùm tia năng lượng cao, điều khiển hoạt động bằng máy tính,

có hệ thống collimator đa lá (MLC).

- Và mới đây nhất là máy gia tốc với hai loai bức xạ photon và bức xạ electron

năng lượng cao, xa trị ba chiều theo hình dạng khối u với hệ collimator đa lá (3D-CRT

- Conformal RadioTherapy ).

Vấn đề quan trọng nhất khi chiếu các bức xạ ion hóa vào cơ thể là tính tốn liều

sao cho liều gây cho tế bào lành là nhỏ nhất và liều lớn nhất gây ra tại bia chiếu. Để

đảm bảo điều này, hàng loạt các kỹ thuật mới đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng

1



như: kỹ thuật xạ trị ba chiều 3D-CRT, kỹ thuật xạ trị điều biến liều, kỹ thuật xạ trị định

vị, kỹ thuật xạ trị cắt lớp …

Trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu này, em thực hiện đề tài : “Tìm hiểu

quy trình ứng dụng hệ Collimator đa lá - MLC trong kỹ thuật xạ trị ba chiều 3D

-CRT”. Đây là một kỹ thuật mới trên thế giới và đang được nghiên cứu, ứng dụng tại

Việt Nam.

Mục đích đề tài :

1/ Tìm hiểu về máy gia tốc tuyến tính LINAC trong điều trị ung thư.

2/ Tìm hiểu các đặc tính vật lý của hệ collimator đa lá và ứng dụng trong kỹ

thuật xạ trị 3 chiều theo hình dạng khối u 3D-CRT.

Ngồi phần mở đầu và kết luận, bài luận văn được chia thành bốn phần :

Chương 1: Tổng quan về ung thư và các phương pháp điều tri

Chương 2: Thiết bị xạ trị

Chương 3: Collimator đa lá - MLC trong máy gia tốc xạ trị ung thư

Chương 4: Ứng dụng kỹ thuật xạ trị ba chiều theo hình dạng khối u (3DCRT) bằng máy gia tốc Elekta với hệ MLC



2



CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP ĐIỀU TRỊ

1.1. Thế nào là ung thư

Trong cơ thể sống bình thường, quá trình sinh trưởng và phát triển các tế bào

được sinh ra và chết đi theo một cơ chế tự nhiên và chịu sự quản lý chặt chẽ của cơ thể.

Cơ thể dùng quy luật này để kiểm sốt và duy trì số lượng tế bào ở mỗi cơ quan ở mức

ổn định. Ngược lại, các tế bào ung thư là các tế bào bất thường, được sinh ra không

chịu sự quản lý của cơ thể và chết theo một nhịp độ nhanh hơn các tế bào bình thường.

Ung thư được định nghĩa là sự rối loạn tế bào, tạo nên sự tập trung một khối

lượng lớn tế bào do sự sinh sản quá nhanh, vượt quá số tế bào chết đi, hậu quả là khối

tế bào này dần dần xâm lấn và tàn phá các mô, các cơ quan của cơ thể sống.

Như vậy, ung thư là bệnh của tế bào. Trong cơ thể chúng ta, nơi nào có tế bào

sống, nơi đó có thể có ung thư. Tóc, lơng, móng là chất sừng, khơng phải là tế bào sống

nên khơng có ung thư.

Các tế bào ung thư là các tế bào bất thường và chết theo một nhịp độ nhanh hơn

các tế bào bình thường, khơng cân bằng với mức độ sinh sản ra các tế bào mới quá

nhanh. Do đó, khối lượng mô ung thư ngày càng lớn. Sự mất qn bình này do hai yếu

tố chính: các bất thường di truyền trong tế bào ung thư và sự bất lực của tế bào chủ

trong việc tiêu diệt các tế bào này.

Sự không cân bằng giữa mức độ sinh sản ra các tế bào mới và tế bào chết đi là

nguyên nhân dẫn đến tế bào ung thư ngày càng lớn, chúng tạo thành những khối u ung

thư. Có thể chia khối u ung thư thành hai loại: U lành tính và u ác tính. U lành thường

khơng gây nguy hiểm đến tính mạng người bệnh và có thể điều trị bằng phương pháp

phẫu thuật. Những tế bào ung thư là ác tính có thể xâm lấn và chèn ép các cơ quan

xung quanh làm cho quá trình trao đổi chất của chúng trở nên rối loạn. Ngoài ra, một

3



số tế bào ung thư còn có thể theo mạch máu và hệ thống bạch huyết di cư đến những cơ

quan mới khác trong cơ thể, bám lại và tiếp tục sinh sôi nảy nở ra những khối u mới.

Hiện tượng này được gọi là sự di căn. Việc chèn ép cũng như xâm lấn vào các cơ quan

giữ chức năng quan trọng, điều hòa sự sống như não, phổi, gan, thận khiến các cơ quan

này khơng còn được thực hiện đúng chứa năng của nó và dẫn đến gây tử vong cho

người bệnh. Căn bệnh có tỉ lệ tử vong hang đầu và chiếm gần một phần năm tổng các

ca tử vong trên tồn thế giới chính là ung thư. Như vậy, ung thư là một căn bệnh tất

nguy hiểm và cần phải được điều trị kịp thời khi mắc phải.

1.2. Các phương pháp điều trị ung thư

Hiện nay có ít nhất ba phương pháp chính điều trị ung thư . Đó là: phẫu thuật,

xạ trị và hóa trị. Ngồi ra có thể điều trị kết hợp các phương pháp để đạt hiệu quả

mong muốn. Việc lựa chọn phương pháp điều trị thích hợp là hồn tồn phụ thuộc vào

đặc điểm và từng giai đoạn ung thư khác nhau.

Mục đích các phương pháp này là làm sao để tiêu diệt được nhiều nhất các tế

bào ung thư mà làm tổn thương ít nhất có thể cho tế bào bình thường xung quanh.

1.2.1. Phẫu thuật

Là phương pháp điều trị cổ điển nhất nhưng cũng rất hữu hiệu, đặc biệt là với

ung thư khu trú ở một phần nào đó của cơ thể. Khi phẫu thuật, tế bào ung thư được lấy

đi càng nhiều càng tốt. Đôi khi tế bào lành cũng bị cắt bỏ để chắc chắn là tế bào ung

thư lẫn vào đó sẽ được loại hết. Phương pháp này hiệu quả nhất với các khối u lành

tính hoặc khơng di căn. Thông thường phẫu thuật được can thiệp, sau đó phải dùng kết

hợp với các phương pháp khác.



4



1.2.2. Xạ trị

Là phương pháp sử dụng bức xạ ion hóa để tiêu diệt các khối u. Thông thường

xạ trị được dùng cho ung thư không áp dụng được bằng phẫu thuật hoặc khi đã phẫu

thuật mà vẫn còn e ngại ung thư tái phát, nghĩa là xạ trị sẽ giúp phẫu thuật tiêu diệt tận

gốc các tế bào ung thư. Về cơ bản, xạ trị được chia ra làm hai loại chủ yếu: xạ trị chiếu

ngoài và xạ trị áp sát( Exfermaltherapy and Brachytherapy).

Xạ trị chiếu ngoài (xạ trị từ xa): là phương pháp sử dụng: máy phát tia –X, máy

xạ trị cobalt-60, máy gia tốc tuyến tính LINAC, để hướng chùm bức xạ năng lượng cao

vào nơi bị ung thư đã được xác định theo các trường điều trị nhất định.

Cho tới thời điểm hiện nay, xạ trị ngồi có ba kỹ thuật chính:

Kỹ thuật xạ trị thơng thường (conventional Radiotherapy): kỹ thuật này phổ

biến trước đây.

Kỹ thuật xạ trị theo hình dạng khối u (3-D CRT: three dimension Conformal

RadioTherapy): Với việc sử dụng ống chuẩn trực đa lá MLC, chùm bức xạ phát ra có

thể được điểu chỉnh theo hình dạng bất kì của khối u.

Kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ bức xạ (IMRT- Intensity Modulation Radio

Therapy): Đây là kỹ thuật xạ trị tiên tiến nhất hiện nay, hình dáng chùm tia khơng

những có thể điều chỉnh để ơm khít khối u mà cường độ bức xạ chùm tia phát ra còn có

thể điều biến được trên từng vùng tế bào khác nhau trong khối u.

Xạ trị áp sát (Brachytherapy): là kỹ thuật điều trị mà khoảng cách giữa nguồn

phóng xạ và các tế bào ung thư là rất nhỏ. Nguồn phát xạ phát ra từ nguồn Ir-192 có

mức năng lượng phơton trung bình là 0.38MeV và chu kỳ bán rã là 74 ngày được đưa

vào cơ thể ngay tại vị trí của khối u.



5



Hình 1.1. Máy phát nguồn dùng trong xạ trị áp sát

Mục đích của xạ trị luôn là làm sao để đưa một liều bức xạ hợp lý vào khối u để

tiêu diệt được nhiều nhất các tế bào ung thư, trong khi đó phải giảm thấp nhất đến mức

có thể liều bức xạ vào các cơ quan dễ tổn thương cho tế bào lành ở xung quanh là ít

nhất.

Để làm được điều này ta phải tính tốn chính xác, che chắn bức xạ phù hợp khi

điều trị. Các kỹ thuật xạ trị cũng như các phụ kiện kèm theo Máy xạ trị(máy cobalt,

máy gia tốc thẳng) như: lọc nêm, dụng cụ bù trừ, block... thường được sử dụng để tối

ưu quy trình này.

1.2.3. Hóa trị

Là phương pháp sử dụng hóa chất (các loại thuốc đặc hiệu chống ung thư) để

điều trị ung thư. Nó được dùng khi ung thư đã lan rộng ra ngồi vị trí ban đầu hoặc có

di căn ở nhiều vị trí. Có nhiều loại hóa chất khác nhau. Mỗi hóa chất có tác dụng riêng

biệt với từng ung thư bằng cách làm ngưng sự phân chia của các tế bào dị thường. Khi

khơng có sự phân bào thì tế bào ung thư sẽ bị tiêu diệt, khối u teo lại.

6



Các phương pháp kết hợp: ngoài các phương pháp độc lập, để điều trị ung thư

hiệu quả hơn, còn có thể kết hợp các phương pháp với nhau. Ví dụ: phẫu thuật kết hợp

với xạ trị; phẫu thuật kết hợp với hóa trị; xạ trị kết hợp với hóa trị.

1.3. Cơ sở của xạ trị ung thư

Cơ sở của việc dùng bức xạ ion hóa để điều trị ung thư bao gồm cả cơ sở sinh

học với đặc trưng trong quá trình phân chia của tế bào và cơ sở vật lý là kết quả tương

tác của chùm bức xạ với vật chất, cụ thể hơn đó là cơ thể người bệnh.

Khi bức xạ tác dụng lên cơ thể, chủ yếu gây ra tác dụng ion hóa, tạo ra các cặp

ion có khả năng phá hoại cấu trúc phân tử của các tế bào, làm tế bào bị biến đổi hay

hủy diệt. trong cơ thể con người, nước chiếm tới trên 70%. Khi bị chiếu xạ, H 2O trong

tế bào bị phân chia thành H + và OH-. Bản thân các cặp H +, OH- này tạo thành các bức

xạ thứ cấp, tiếp tục phá hủy tế bào, sự phân chia tế bào sẽ chậm đi hoặc dừng lại. Quá

trình trình tương tác này có thể được chia làm hai loại. Đó là tác động trực tiếp hoặc tác

động gián tiếp tới DNA của tế bào.

Tác động trực tiếp: Bức xạ ion hóa trực tiếp tác động lên DNA, làm cho cấu trúc

DNA bị sai hỏng.

Tác động gián tiếp: Bức xạ ion hóa tương tác với các phân tử nước trong cơ thể

sinh vật tạo ra các gốc tự do:

╔> Kích thích H2O  H2O•  H• + OH•

Bức xạ ion hóa ==> H2O ╣

╚> Iơn hóa H2O



 H2O+ H+ + OH•

 H2O-  OH- + H•

 H2O + e  2H + O-



7