báo cáo khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị

ĐỀ TÀI:
KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ TRONG
TÍNH TOÁN LIỀU XẠ TRỊ




MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
- Tính toán liều lƣợng cung cấp cho khối u là một trong những bƣớc quan trọng trong
quy trình điều trị xạ trị.



- Việc tính toán này thƣờng đƣợc thực hiện bởi hệ thống lập kế hoạch xạ trị theo các
thông số do các nhà vật lý đo đạc và nhập dữ liệu vào.



- Khảo sát các thông số vật lý là cần thiết để đảm bảo đƣợc sự chính xác trong việc tính
toán liều lƣợng bức xạ cho bệnh nhân.
1
NỘI DUNG
I. Tổng quan về xạ trị

II. Khảo sát các thông số vật lý trên hệ thống tính toán liều XiO và
trên máy gia tốc tuyến tính xạ trị.

1. Đo đạc các thông số vật lý cơ bản và khảo sát việc tính toán liều
trên hệ thống lập kế hoạch XiO

2. Đo đạc các thông số và so sánh chúng với kết quả tính toán trên
hệ thống XiO.

III. Kết luận







2
I. TỔNG QUAN VỀ XẠ TRỊ
Xạ trị là gì ?

Các phƣơng pháp xạ trị:

XẠ TRỊ NGOÀI
3
XẠ TRỊ TRONG
4
QUY TRÌNH ĐIỀU TRỊ XẠ TRỊ
5
VIỆC TÍNH TOÁN LIỀU

• Dựa trên các thuật toán tính toán liều.

• Tính toán sự phân bố liều trong vùng thể tích chiếu xạ (điều trị).

• Bao gồm sự phân bố liều trên khối bƣớu và mô lành xung quanh.

• Tiêu diệt khối bƣớu và bảo vệ mô lành.



6
TÍNH TOÁN LIỀU XẠ TRỊ
Các thuật toán tính toán liều hiện nay:


- Thuật toán dựa trên sự hiệu chỉnh: Clarkson

- Thuật toán dựa trên mô hình hóa: Convolution/SuperPosition,…

- Thuật toán Monte Carlo


7
II. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ TRÊN HỆ
THỐNG TÍNH TOÁN LIỀU XIO VÀ TRÊN MÁY GIA TỐC
TUYẾN TÍNH XẠ TRỊ.
- Là hệ số đƣợc đo đạc để nhập vào hệ thống tính toán liều.

- Xây dựng đƣợc mô hình tính toán liều.

- Các thông số này ảnh hƣởng trực tiếp đến giá trị liều mà khối bƣớu nhận đƣợc.

- Bao gồm:

•Phần trăm liều theo độ sâu – PDD

•Tỉ số mô phantom – TPR

•Phân bố liều theo mặt phẳng ngang – beam profile

•Hệ số tán xạ collimator S
C
và tán xạ phantom S
P


8
1. ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ CƠ BẢN VÀ KHẢO SÁT VIỆC
TÍNH TOÁN LIỀU TRÊN HỆ THỐNG LẬP KẾ HOẠCH XIO
9
Máy gia tốc
Phantom nước
CCU
P
Q
Phantom
z
m

f ’
z
 
 
 
m

D' z,s,f'
P z,s,f' = ×100
D' z ,s,f'
1.1. PHẦN TRĂM LIỀU ĐỘ SÂU - PDD


- Công thức:




10
S
ĐƢỜNG CONG MÔ TẢ SỰ PHÂN BỐ LIỀU THEO ĐỘ SÂU
11
1.2. TỈ SỐ MÔ PHANTOM – TPR
 
 
 
R
D z,s,f
T z,s =
D z ,s,f




- Công thức:

12
 
 
 
m
D' z,s,f'
P z,s,f' = ×100
D' z ,s,f'
 
 
 
 
R
2
Pz
z
R P z
Ss
P z,s,f'
f'+z
T z,s = × ×
100 f'+z S s











MỐI LIÊN HỆ GIỮA PDD VÀ TPR
R
R
z
f'+z
s = s ×
f'



z
f'+z
s = s ×
f'



P
S
f'
Mối liên hệ giữa TPR và PDD nhƣ sau:

Trong đó:

là khoảng cách từ nguồn đến bề mặt phantom / da

là tỉ số tán xạ phantom

là kích thƣớc trƣờng tại độ sâu z
R


là kích thƣớc trƣờng tại độ sâu z


13
1.3. BEAM PROFILE
 
 
 
D s,f',d
OCR s,f' = ×100
D s,f'


- Tỉ số liều lệch trục so với trục trung tâm:




14

ĐƢỜNG CONG MÔ TẢ SỰ PHÂN BỐ LIỀU THEO
MẶT PHẲNG NGANG
15
1.4. HỆ SỐ TÁN XẠ TỔNG S
CP
, HỆ SỐ TÁN XẠ
COLLIMATOR S
C
VÀ HỆ SỐ TÁN XẠ PHANTOM S
P

 
 
R
CP
RR
D z ,c
S=
D z ,c

- Công thức tính hệ số tán xạ:



16
XÁC ĐỊNH HỆ SỐ S
c
, S
p

CP
P
C
S
S=
S

- Xác định S
P
:



17
ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN HỆ SỐ TÁN XẠ S
CP
VÀ S
C
THEO
CÁC KÍCH THƢỚC TRƢỜNG CHIẾU
0.80000
0.85000
0.90000
0.95000
1.00000
1.05000
1.10000
1.15000
1.20000
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39

Scp
Sc
18
19
2. ĐO ĐẠC CÁC THÔNG SỐ VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ
TÍNH TOÁN TRÊN HỆ THỐNG LẬP KẾ HOẠCH XIO

Bảng
1: Giá trị tính toán liều trên phần mềm XiO và liều thu được từ thực
nghiệm
tại
điểm đo cho trường đối xứng
Trường
hợp
Kích
thước
trường
chiếu (cm)
Tọa độ
(cm)
MU
cung
cấp
cho máy
Liều
đo
được
(cGy)
Sai lệch
(%)

1 7×7 (0;0;5) 112 101,9
0,9
2 7×7 (2;1,5;5)

113 102,6
1,6
3 8×8 (2;1,5;5)

111 102,7
1,7
4 10×10 (0;0;5) 109 103,3
2,3
Liều mong muốn tại điểm đo là 100 cGy; 100 MU = 101 cGy

20
Sai lệch tối đa chỉ 2,3%
Bảng
2: Giá trị tính toán liều trên phần mềm XiO và liều thu được từ thực
nghiệm
tại
điểm đo cho trường bất đối xứng
Trường
hợp
Kích thước
trường chiếu (cm)
Tọa độ
(cm)
MU cung cấp
cho máy (cGy)

Liều đo được
(cGy)
Sai lệch (%)
1
7
×7 (2/5×
3,5/3,5)
(0;0;5) 113 101,8 0,8
2 8×8 (3/5×5/5) (0;0;5) 111 102,7 1,7
3 10×10 (3/7×5/5)

(0;0;5) 109 102,4 1,4
4 7×10 (2/5×5/5) (0;0;5) 111 102,1 1,1
5 8×10 (3/5×4/4) (0;0;5) 110 102,4 1,4
21
Bảng
3: Giá trị để tính toán TPR từ phần mềm XiO và từ đo đạc thực nghiệm
Trường
hợp
Kích thước trường
chiếu (cm)
Tọa độ
tính toán
(cm)
MU cung

cấp
Liều
đo được
từ

thực nghiệm
(cGy)
Liều đo được
từ XiO (cGy)
1 10×10 (0;0;5)

109 103,30 100,70
2 10×10
(0;0;10)
109 87,24 85,70
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN TPR

22
Kết quả tính toán TPR:

- Kết quả tính toán TPR dựa trên phần mềm XiO








- Kết quả tính toán TPR dựa trên số liệu đo đạc từ thực nghiệm

Sai lệch kết quả tính toán chỉ 0,65%

23
 

10×10
85,7
TPR 10;5 = = 0,8510 = 85,10%
100,7
 
10×10
87,24
TPR 10;5 = = 0,8445 = 84,45%
103,3
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN OCR

Bảng
4: Giá trị để tính toán OCR từ phần mềm XiO và từ đo đạc thực nghiệm
Trường
hợp
Kích thước
trường chiếu
(cm)
Tọa độ tính

toán (cm)
MU cung
cấp
Liều
đo
được
từ thực
nghiệm
(
cGy)

Liều
đo
được
từ
XiO (cGy
)
1 10×10 (0;0;5) 109 103,3 100,7
2 10×10 (3,5;0;5) 109 102,3 100,2
24