Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Luận Văn Hoàn Chỉnh.pdf

Luận Văn Hoàn Chỉnh.pdf

Tải bản đầy đủ - 0trang

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể Q Thầy Cơ khoa Vật lý –

Vật lý Kỹ thuật, Quý Thầy Cô Bộ môn Vật lý Hạt nhân đã dạy dỗ, truyền đạt những

kiến thức vô cùng quý báu, không chỉ là kiến thức sách vở mà cả kiến thức trong

cuộc sống dành cho sinh viên chúng em trong suốt 4 năm học đại học.

Em vô cùng biết ơn và xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên đã trực tiếp

hướng dẫn em hoàn thành khố luận tốt nghiệp này đó là thầy Đặng Quang Huy.

Thầy đã nhận hướng dẫn, đưa ra những định hướng và ln có những lời nhắc nhở,

góp ý vơ cùng quý báu dành cho em. Bên cạnh đó, thầy còn ln kề cận, trực tiếp

chỉ dạy em, hướng dẫn em từng chi tiết giúp em hiểu rõ rất nhiều điều trong suốt

thời gian thực hiện khoá luận này.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cơ Lưu Đặng Hồng Oanh, cô đã dành thời

gian để đọc và giúp em chỉnh sửa khố luận. Bên cạnh đó cơ cũng cho em những

gợi ý, nhắc nhở quan trọng giúp em hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này.

Xin cảm ơn bạn bè đã ln ở bên cạnh chia sẻ và có những lời động viên tinh

thần.

Đặc biệt, cảm ơn gia đình đã luôn quan tâm, dạy dỗ và tạo mọi điều kiện học

để con học tập tốt và đạt được như ngày hôm nay.

Xin cảm ơn!

TP.HCM, tháng 7 năm 2015



Trần Xuân Hưng



MỤC LỤC

MỤC LỤC



.....................................................................................................................i



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................................v

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ...................................................................................... vi

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

CHƯƠNG 1. CƠ SỞ VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ ............................................................. 2

1.1. Vật lý xạ trị chùm electron ........................................................................................ 2

1.1.1. Ion hóa và kích thích ....................................................................................... 2

1.1.2. Bức xạ hãm ...................................................................................................... 2

1.1.3. Va chạm đàn hồi hay tán xạ ............................................................................ 3

1.1.4. Liều hấp thụ chùm electron ............................................................................ 3

1.1.5. Chùm electron xạ trị máy gia tốc.................................................................... 4

1.2. Vật lý xạ trị chùm photon.......................................................................................... 5

1.2.1. Tán xạ Compton .............................................................................................. 5

1.2.2. Hiệu ứng tạo cặp ............................................................................................. 6

1.2.3. Hiệu ứng quang điện ....................................................................................... 8

1.2.4. Chùm photon xạ trị máy gia tốc ..................................................................... 9

1.2.5. Liều hấp thụ chùm photon ............................................................................ 10

1.3. Đo liều tương đối và tuyệt đối ................................................................................ 11

1.3.1. Xem xét tính lâm sàng chùm photon ............................................................ 11

1.3.2. Tính đối xứng chùm tia (Beam symmetry) .................................................. 12

1.3.3. Liều theo chiều sâu trong nước PDD ........................................................... 13



i



1.3.4. Xác định liều hấp thụ dưới điều kiện chuẩn ................................................. 13

1.3.5. Liều hấp thụ tại Zmax ..................................................................................... 14

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU VỀ MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH TẠI TRUNG TÂM

UNG BƯỚU – BỆNH VIỆN QUÂN Y 175 ............................................ 15

2.1. Tiêu chuẩn của máy gia tốc hiện nay ...................................................................... 15

2.2. Máy gia tốc dùng trong xạ trị ung thư ngày nay ..................................................... 16

2.2.1. Nguyên lý cấu tạo của máy gia tốc electron ................................................. 16

2.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy gia tốc electron ............................................ 18

2.3. Một số nét sơ lược về máy gia tốc Elekta ............................................................... 20

2.4. Hệ thống Nêm cơ động (Motorized Wedge) của hãng Elekta ................................ 24

2.4.1. Định nghĩa về Nêm (Wedge) ........................................................................ 24

2.4.2. Ảnh hưởng của nêm đến chất lượng chùm tia .............................................. 25

2.4.4. Hệ thống nêm cơ động .................................................................................. 28

CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ .............................................................. 30

3.1. Giới thiệu thiết bị đo ............................................................................................... 30

3.1.1. Hệ thống Phantom nước ............................................................................... 30

3.1.2. Dosimeter ...................................................................................................... 31

3.1.3. Phantom Plastic ............................................................................................ 33

3.1.4. Phim .............................................................................................................. 33

3.1.5. Phầm mềm RadioChromic ............................................................................ 34

3.2. Quy trình thực nghiệm và kết quả ........................................................................... 35

3.2.1. Đo hệ số truyền qua của nêm theo chiều sâu trên phantom nước ................ 36

3.2.2. Đánh giá hệ số truyền qua của nêm với nhiều kích thước trường khác

nhau............................................................................................................... 38

ii



3.2.3. Ảnh hưởng đối trọng góc nêm....................................................................... 41

3.2.4. Góc nêm của phân bố liều ............................................................................. 42

3.2.5. Hệ số Gamma Index xử lí bằng phần mềm RadioChromic .......................... 44

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 48



iii



DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT



CAWTF



Central Axis Wedge



Hệ số truyền nêm theo



Transmission Factors



trục chính



MLC



Multileaf Collimator



Bộ chuẩn trực đa lá



MU



Monitor unit



Đơn vị của liều chiếu



MW



Motorized Wedge



Nêm cơ động



TPS



Treatment Planning System



Hệ thống lập kế hoạch điều

trị



TPR



Tissue Phantom Ratio



Tỉ số mô-phantom trong

nước



TMR



Tissue Maximum Ratio



Tỉ số mơ cực đại



OAR



Off Axis Ratio



Tỉ số bù liều ngồi trục



SAD



Source Axis Distance



Khoảng cách từ nguồn đến

trục chính của buồng ion hóa



SSD



Khoảng cách từ nguồn đến



Source Surface Distance



bề mặt phantom

SCD



Khoảng cách từ nguồn đến



Source Chamber Distance



buồng ion hóa

PDD



Percent Deep Dose



Liều phần trăm theo liều sâu



WF



Wedge Factor



Hệ số truyền nêm



iv



DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 3.1. So sánh hệ số truyền qua của nêm giữa hệ thống lập kế hoạch điều trị và

thực tế tại năng lượng 6 MV ...................................................................... 37

Bảng 3.2. So sánh hệ số truyền qua của nêm giữa hệ thống lập kế hoạc điều trị và

thực tế tại năng lượng 15 MV ................................................................... 37

Bảng 3.3. Bảng so sánh liều kế hoạch và liều đo thực tế sử dụng nêm cơ động ....... 40

Bảng 3.4. Ảnh hưởng đối trọng đối với năng lượng 6 MV ...................................... 42

Bảng 3.5. Ảnh hưởng đối trọng đối với năng lượng 15 MV………………………..42

Bảng 3.6. Trọng số chùm tia ở các góc nêm khác nhau........................................... 433

Bảng 3.7. So sánh góc nêm thực nghiệm với hệ thống lập kế hoạch điều trị ............ 44



v



DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Hình ảnh sự phát bức xạ hãm ......................................................................... 3

Hình 1.2. Tán xạ Compton ............................................................................................. 5

Hình 2.1. Sơ đồ khối minh họa các bộ phận chức năng của máy gia tốc..................... 17

Hình 2.2. Hình ảnh của máy gia tốc xạ trị và hệ thống điều khiển của máy................ 20

Hình 2.3. Đầu máy điều trị và hướng chuyển động thẳng của chùm tia ...................... 22

Hình 2.4. Biểu đồ đơn giản mơ tả hệ MLC .................................................................. 23

Hình 2.5. Các đường cong đồng liều khi khơng có và khi có lọc nêm ........................ 25

Hình 2.6. Nêm vật lý thơng thường .............................................................................. 27

Hình 2.7. Nêm cơ động thực tế .................................................................................... 29

Hình 3.1. Hệ thống phantom nước được chuẩn bị trước khi đo ................................... 30

Hình 3.2. Buồng ion hóa Farmer Chamber PTW TM30013 ........................................ 32

Hình 3.3. Liều xạ kế PTW Unidos .............................................................................. 32

Hình 3.4. Phantom Plastic ............................................................................................ 33

Hình 3.5. Film sử dụng cho việc đo đạc ....................................................................... 33

Hình 3.6. Phần mềm RadioChromic sử dụng cho việc tính hệ số Gamma Index ........ 34

Hình 3.7. Các tiêu chí đánh giá ảnh hưởng của nêm đối với phân bố liều .................. 35

Hình 3.8. Hệ số nêm theo chiều sâu với năng lượng Photon 6 MV ............................. 38

Hình 3.9. Hệ số nêm theo chiều sâu với năng lượng Photon 15 MV ........................... 38

Hình 3.10. Sai số giữa trường chiếu khi đo tại điểm khảo sát ...................................... 39

Hình 3.11. Buồng ion hóa đo ngồi khơng khí với thiết bị cố định .............................. 41

Hình 3.12. Sai số góc nêm giữa các nghiên cứu ........................................................... 44

Hình 3.13. Thiết kế thí nghiệm trước khi chiếu xạ phim .............................................. 45



vi



Hình 3.14. So sánh phim được chiếu xạ và phim không chiếu xạ ................................ 46

Hình 3.15. Hệ số Gamma Index được xử lý bằng phần mềm RadioChromic .............. 46



vii



LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay bệnh ung thư đang là một trong những bệnh nguy hiểm với mức độ

phát triển rất nhanh trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Do đó, việc

chẩn đốn và điều trị ung thư có vai trò vơ cùng quan trọng trong chương trình

“Phòng chống ung thư” ở mọi quốc gia. Việc trang bị thiết bị điều trị, lựa chọn phác

đồ, phương pháp điều trị thích hợp là rất cần thiết. Có ba phương pháp điều trị ung

thư cơ bản, có thể áp dụng riêng lẻ hoặc kết hợp với nhau để đạt hiệu quả điều trị

cao nhất, đó là: phẫu thuật, xạ trị, hóa trị. Trong đó xạ trị là một phương pháp rất

hiệu quả, đã và đang phát triển trên toàn thế giới và tại Việt Nam. Một trong các

nguyên tắc cần phải đảm bảo trong điều trị bằng tia xạ nói chung và xạ trị bằng

chùm photon phát ra từ máy gia tốc nói riêng là liều bức xạ phải tập trung và đồng

đều tại khối u và giảm thiểu tối đa liều tại các tổ chức lành bao quanh khối u.

Nhưng trong thực tế thể tích khối u cần điều trị khơng phải lúc nào cũng đồng nhất,

vì thế ta cần phải tạo ra độ biến thiên phân bố liều lượng của các chùm tia, do đó

các lọc nêm được chế tạo và sử dụng.

Mục tiêu của khóa luận: “Đánh giá ảnh hưởng của hệ thống nêm cơ động

được thiết kế cho máy gia tốc xạ trị của hãng Elekta tại Trung Tâm Ung Bướu

– Bệnh Viện Quân Y 175” là tập trung đánh giá tác động của thiết bị điều biến

chùm tia như nêm đến phân bố liều giữa hệ thống lập kế hoạch xạ trị (TPS) và đo

đạc thực tế. Từ những kết quả ban đầu chúng ta có thể phát hiện sớm những lỗi về

cơ khí, liều lượng. Từ đó, tư vấn và đề nghị lãnh đạo có can thiệp kịp thời nhằm

đảm bảo cho kết quả điều trị tốt nhất cho bệnh nhân. Với mục tiêu trên, khóa luận

được hồn thành và được chia làm 3 chương:

Chương 1: Cơ sở vật lý trong xạ trị.

Chương 2: Giới thiệu về máy gia tốc tuyến tính tại Trung Tâm Ung Bướu –

Bệnh Viện Quân Y 175.

Chương 3: Thực nghiệm và Kết quả.



1



CHƯƠNG 1

CƠ SỞ VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ

1.1.



Vật lý xạ trị chùm electron

Các electron khi đi vào vật chất thường gây ra 3 loại tương tác như ion hóa



hoặc kích thích ngun tử, bức xạ hãm, va chạm đàn hồi hay tán xạ.

1.1.1. Ion hóa và kích thích

Các electron năng lượng thấp tương tác Coulumb với các electron quỹ đạo

của nguyên tử vật chất có thể ion hóa nguyên tử bằng cách truyền cho electron quỹ

đạo năng lượng lớn hơn năng lượng liên kết để chúng bị tách ra khỏi nguyên tử tạo

thành cặp electron – ion dương, hoặc kích thích nguyên tử nếu chỉ truyền cho

electron quỹ đạo năng lượng nhỏ hơn năng lượng liên kết. Trong nước hay mô mềm

các electron bị mất năng lượng chủ yếu là do ion hóa và kích thích. [1]

1.1.2. Bức xạ hãm

Các electron năng lượng cao khi đâm xuyên qua đám mây electron của

nguyên tử vật chất và tương tác với điện trường dương của hạt nhân. Khi tương tác

các electron bị giảm tốc đột ngột, đổi hướng bay và phần năng lượng bị mất

dERAD/dx sẽ biến đổi thành bức xạ hãm tia X hay Baremstrahlung. [1]

Một dòng electron đơn năng sẽ bức xạ một phổ tia X liên tục có năng lượng

cực đại bằng năng lượng ban đầu của electron. Số lượng bức xạ hãm tăng lên khi

tăng năng lượng electron tới và tăng số Z của bia hấp thụ.



2



Hình 1.1. Hình ảnh sự phát bức xạ hãm

1.1.3. Va chạm đàn hồi hay tán xạ

Khi chùm electron đi qua môi trường vật chất, các electron năng lượng thấp

bị tán xạ nhiều lần do tương tác lực Coulumb giữa các electron và hạt nhân của môi

trường. Năng suất tán xạ thay đổi gần đúng theo Z2/E2. Vì electron có khối lượng rất

nhẹ so với khối lượng của hạt nhân nên chúng sẽ bị tán xạ hay va chạm đàn hồi. Do

đó tương tác theo dạng này sẽ tạo ra một lượng lớn electron tán xạ trong môi trường

vật chất.

1.1.4. Liều hấp thụ chùm electron

Liều hấp thụ của môi trường khi được chiếu bởi một chùm electron là năng

lượng được môi trường hấp thụ trong một đơn vị khối lượng. Liều hấp thụ được tính

bằng tích số giữa thơng lượng năng lượng electron ɸE và năng suất hãm giới hạn

dE’COL/ρdx như sau:

Eo

 dE' 

D   Φ E . COL 

Δ

 dx  Δ



(1.1)



trong đó dE’COL là năng lượng bị mất bởi một electron do va chạm với các electron

của nguyên tử khác khi nó đi qua một quãng đường dx và năng lượng này được hấp

thụ tại chỗ chứ không bị mang đi xa bởi các electron thứ cấp. [1]



3



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Luận Văn Hoàn Chỉnh.pdf

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×