Phương pháp chiếu xạ ngoài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
*****

XẠ TRỊ NGOÀI


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

XẠ TRỊ NGOÀI
Các thành viên trong nhóm:

1.
2.
3.
4.

Lê Thị Thảo
Vũ Đình Minh Phượng
Nguyễn Đức Chung
Nguyễn Song Dy Tùng

Giảng viên hướng dẫn: Lê Công Hảo

TP Hồ Chí Minh, tháng 11, năm 2015

K39.105.025
K39.105.021
K39.105.002

K39.105.033


Mục Lục


LỜI MỞ ĐẦU
Từ khi xuất hiện trên Trái Đất, con người đã không ngừng bị chiếu bởi các
bức xạ. Lần đầu tiên con người ý thức được rằng mình bị vây quanh bởi các bức xạ
vô hình, đó là vào năm 1895, khi Wilhelm Roentgen phát hiện ra một tấm phim
ảnh có thể bị cảm quang bởi các bức xạ vô hình, có thể xuyên qua vật chất. Ông
gọi bức xạ đấy là tia X. Các thầy thuốc đã hiểu ngay ra tầm quan trọng của tia X và
dùng nó trong các nghiên cứu y học. Đây là là bước đầu tiên về việc nghiên cứu
ứng dụng và ảnh hưởng phóng xạ đến con người.
Tuy nhiên, các bác sỹ và nhà y học phóng xạ thường xuyên dùng phóng xạ
cho bệnh nhân thì bản thân cũng mang những bệnh tật mới. Lúc đấy con người mới
ý thức được mức độ nguy hiểm khi tiếp xúc với phóng xạ liều lượng lớn, và cần
phải bảo vệ chống lại nó. Trong những năm 20 của thế kỷ 20, những ủy ban quốc
tế được thành lập, xác định các quy chế về việc sử dụng và bảo vệ phóng xạ đối
với con người.
Nguồn bức xạ chiếu đến con người rất khác nhau: tia vũ trụ, tia tử ngoại, tia
hồng ngoại, bức xạ mặt trời, các chất phóng xạ tự nhiên có trong đất, đá, nước và
không khí… và các nguồn bức xạ nhân tạo: sóng viba, sóng vô tuyến, phóng xạ
trong các hoạt động nghiên cứu phóng xạ của con người (y học, khai thác mỏ, năng
lượng nguyên tử, vũ khí hạt nhân…).

4


1. Các nguồn chiếu xạ

- Nguồn chiếu xạ được chia làm hai loại gồm: Chiếu xạ tự nhiên, Chiếu xạ
nhân tạo. Nguồn phóng xạ nhân tạo do con người chế tạo bằng cách chiếu các chất
trong các lò phản ứng hạt nhân hay máy gia tốc. Nguồn phóng xa tự nhiên gồm các
chất phóng xạ có nguồn gốc bên ngoài Trái Đất như tia vũ trụ và các chất phóng xạ
có nguồn gốc từ Trái Đất như các chất phóng xạ có trong đất đá, khí quyển, nước
….

1.1 Chiếu xạ tự nhiên
- Bức xạ ion hóa từ các nguồn phóng xạ tự nhiên chiếu xạ lên con người
theo hai con đường: chiếu xạ trong do các nguyên tố phóng xạ được hấp thụ vào cơ
thể qua thức ăn, nước, hít thở, chính các đồng vị có trong cơ thể( C-14, Ra-226 ,
…) và chiếu xạ ngoài bởi các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên như trong đất
đá, các bức xạ trong các tia vũ trụ xâm nhập vào khí quyển.

1.1.1 Bức xạ vũ trụ
- Đến từ dải thiên hà và Mặt Trời nhưng hầu hết bị cản lại bởi bầu khí quyển
bao quanh Trái Đất, chỉ một phần nhỏ đến được Trái Đất. Liều chiếu do bức xạ vũ
trụ thường không đồng đều ở các vùng khác nhau trên Trái Đất và phụ thuộc vào
độ cao và vĩ độ. Trên đỉnh núi cao thường độ phóng xạ lớn hơn nhiều so với mặt
biển. Suất liều trung bình của bức xạ vũ trụ trên mặt biển là 0.26 mSv/năm.

1.1.2 Bức xạ trong vỏ Trái Đất
- Được tạo ra do trong đất đá có các chất phóng xạ mà chủ yếu là Radium,
Thorium, Uranium và Kali- 40,… Liều chiếu trung bình do bức xạ của nền đất gây

5


ra cho mỗi cá thể vào khoảng 0.45 mSv/năm. Một số vùng ở India, Brazil, China
chiếu xạ từ đất có thể lên tới 1.8 – 16 mSv/năm.

1.2 Chiếu xạ nhân tạo
- Các hoạt động của con người cũng tạo ra các chất phóng xạ được tìm thấy
trong môi trường và cơ thể.
- Trong lĩnh vực y tế hiện nay đang sử dụng khá phổ biến các nguồn bức xạ
để phục vụ việc chuẩn đoán, điều trị bệnh ( đặc biệt là điều trị ung thư) như máy
X- quang chuẩn đoán, máy xạ trị,… trong đó liều hàng đầu là X-quang chuẩn đoán
tiếp đến là phóng xạ điều trị. Tuy nhiên, đây cũng là “con dao hai lưỡi” bởi nếu
không được đầu tư trang thiết bị đủ điều kiện an toàn và kiểm soát chặt chẽ thì đây
lại là một tác hại đối với nhân viên y tế, người bệnh và môi trường.

2. Chiếu xạ trong lĩnh vực y học
- Sau khi khám phá ra hiện tượng phóng xạ của Becquerel và việc tìm ra hai
chất phóng xạ tự nhiên Radium và Polonium của ông mà Curie, bắt đầu một kỷ
nguyên nghiên cứu và ứng dụng đồng vị phóng xạ trong y sinh học. Cho đến nay
các chất phóng xạ và các bức xạ ion hóa đã được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều
lĩnh vực đặc biệt là y tế. Việc sử dụng các bức xạ đã đem lại những hiệu quả vô
cùng to lớn trong công tác chuẩn đoán và điều trị.

2.1 Các máy tạo nguồn
2.1.1 Máy xạ trị Co-60
- Được áp dụng lần đầu tiên năm 1951 và được sử dụng ở các nước phát
triển cho đến những năm 1980.

6


Cấu tạo:

- Gồm một phần đầu và một đối trọng nằm đối diện nhau, gắn cố định với

nhau trên cùng một cần (gantry).
- Gantry có thể quay tròn quanh một trục nằm ngang gắn trên phần cố định.
- Phần đầu dùng để chứa nguồn Co-60. Nguồn thường có kích thước 15-20
mm
- Chùm tia từ nguồn chiếu xạ được định hướng bằng một bộ chuẩn trực
(collimator).
- Bình thường nguồn được đưa vào vị trí an toàn ở trong một buồng chì. Khi
làm việc, nguồn được đưa ra vị trí chiếu nằm trên trục của bộ chuẩn trực.
- Collimator có kích thước thay đổi được để thay đổi kích thước chùm bức
xạ chiếu đến bệnh nhân.
- Hoạt độ của nguồn Co-60 dùng trong máy xạ trị có thể lên đến hàng chục
ngàn kCi.
- Trong mỗi phân rã, nguồn Co-60 phát ra hai photon có năng lượng 1.17
MeV và 1.33 MeV và một electron có năng lượng cực đại là 0.31MeV.

7


- Trong máy xạ trị electron này được chặn lại dễ dàng, chẳng hạn bằng một
tấm hấp thụ.
- Nhưng sự tán xạ của các photon có thể sinh ra các electron khác trong
nguồn hay trong các thiết bị lân cận.
- Ngoài ra chùm tia cũng có các photon bị tán xạ.
- Do đó phổ năng lượng của chùm tia tới ngoài hai vạch rõ nét còn có một
vùng đuôi về phía năng lượng thấp.

2.1.2 Máy xạ trị Cs-137
- Tia gamma từ nguồn Cs-137 phát ra năng lượng tương đối bé ( 661 keV)
nên có độ xuyên thấu kém.
- Do đó các máy này chỉ dùng để điều trị những bướu nằm gần da. ( cách da

khoảng 10-15cm)
- Ngoài ra hoạt độ riêng của Cs-137 cũng bé hơn Co-60 nên những máy này
chỉ dùng để điều trị hiệu quả những bướu cách nguồn khoảng 35-50 cm.
- Trong y học các máy xạ trị dùng Cs-137 thường được dùng để điều trị các
bướu ở đầu và cổ.
- Trong các máy này người ta không dùng những bổ chuẩn trực có khẩu độ
thay đổi được, mà dùng nhiều ống chuẩn trục có kích thước khác nhau, và thay đổi
khi cần thiết.
- Bộ phận chứa nguồn có thể được định hướng theo mọi vị trí,
- Hiện nay các máy xạ trị Cs-137 ít được sử dụng. Vì nguồn Cs-137 có năng
lượng thấp ( 661 keV), có thời gian bán rã lâu ( khoảng 30 năm ).

8


2.1.3 Các máy phát tia X
- Hoạt động theo nguyên tắc gia tốc các hạt mang điện bằng hiệu điện thế
một chiều hay bằng điện từ trường biến thiên.
- Các máy phát dùng trong y học thường gia tốc electron đến động năng
khoảng vài chục MeV.
- Các electron có thể được dùng trực tiếp chữa bệnh hay được bắn vào một
bia bằng kim loại nặng ( tungsten ) đến tạo ra tia X.
- Hiệu suất phát tia X ( tỉ số giữa năng lượng tia X phát ra và năng lượng của
electron đến), tỉ lệ với số khối Z của bia và tỉ lệ với lập phương động năng của
electron.
- Đối với bia có Z lớn, hiệu suất này nằng trong khoảng từ vài phần trăm đến
75% ( với động năng của electron từ 300 keV đến 53MeV).
Cấu tạo ống tia X:

- Electron phát ra từ một dây tóc nung nóng, được gia tốc qua 1 hiệu điện thế

không đổi U ( khoảng vài trăm kilovolts) trong một ống chân không.
9


- Động năng của các electron đạt được sẽ là eU.
- Cho các electron này bay đến đập vào một bia bằng kim loại làm bằng
tungsten.
- Bức xạ hãm phát ra chính là tia X.
- Hiệu suất phát tia X khá nhỏ, khoảng vài phần trăm. Phần lớn năng lượng
của electron biến thành nhiệt làm nóng bia.
- Do đó, bia cần được làm nguội.

2.1.4 Máy gia tốc tuyến tính
- Electron được gia tốc trên đường thẳng nhờ sóng điện từ tần số cao.
- Trong chiếu xạ thường máy gia tốc tuyến tính hoạt động trong vùng năng
lượng từ vài MV đến 35MV.
- Tia X phát ra dưới dạng các xung, suất liều tức thời có thể rất cao, nhưng
trung bình khoảng 200-400 cGy/phút, ở khoảng cách 1 mét tính từ nguồn.

2.1.5 Betatron
- Các electron được gia tốc trên một quỹ đạo tròn nhờ từ trường biến thiên.
- Việc duy trì quỹ đạo tròn được thực hiện nhờ việc tăng dần cường độ tự
trường.
- Các electron sau đó được chiếu vào một bia tungsten để tạo ra tia X.
- Hiệu suất phát tia X của betatron rất lớn và chùm tia X được định hướng
rất tốt.
- Betatron thường hoạt động trong vùng năng lượng 13-45 MeV.

10

- Nhược điểm của nó là suất liều thấp thường vào khoảng cGy/phút tại
khoảng cách 1 mét so với nguồn.

2.1.6 Ưu nhược điểm của các thiết bị
- Máy Co-60 chiếu ở khoảng cách 80cm tương đương với một máy phát tia
X hoạt động ở điện thế 2 MV và chiếu ở khoảng cách 100cm.
- Khi đã được chuẩn đoán cẩn thận, máy Co-60 có thể được vận hành theo
một cách thức định trước chính xác cho đến khi thay nguồn mới.
- Chất lượng của tia không thay đổi qua các lần chiếu khác nhau.
- Mặc dù hoạt độ của nguồn Co-60 giảm 1,1% hằng tháng, còn nguồn Cs –
137 giảm 2% hằng năm, nhưng điều này không ảnh hưởng đến việc tính liều vì có
thể hiệu chỉnh được.
- Sai số trong việc hiệu chỉnh liều vào khoảng 1%. Trong khi đó, cường độ
bức xạ phát ra từ máy phát tia X chịu sự thăng giáng với sai số lớn hơn.
- Máy Co-60 có thiết bị chiếu đơn giản, ít hỏng hóc, không đòi hỏi bảo quản
đáng kể.
- Việc chiếu xạ được tiến hành dễ dàng, chỉ phải điều khiển thời gian chiếu
qua một đồng hồ định phút.
- Không cần theo dõi trong suốt thời gian chiếu, do đó có thể chiếu trong
một thời gian rất dài.
- Các máy gia tốc tuyến tính hoạt động trong vùng năng lượng vài MeV- 35
MeV cũng là những nguồn phát bức xạ rất hữu ích trong việc điều trị.
- Chùm tia do chúng phát ra có chất lượng tốt hơn Co-60 tuy nhiên việc vận
hành phức tạp và đòi hỏi người vận hành được đào tạo kĩ lưỡng.
11


2.2 Quy trình điều trị
2.2.1 Thử nghiệm trước khi điều trị

- Sau khi được phát hiện có ung thư, bệnh nhân phải trải qua một loạt những
thử nghiệm để xác định giai đoạn của bệnh, vị trí khối u, khả năng di căn,.. Sau đó
bác sĩ chuyên khoa chuẩn bị điều trị và nếu cần thiết, bệnh nhân có thể được gửi
đến chuyên gia ung bướu học bức xạ.

2.2.2 Khám tại chuyên gia ung bướu học bức xạ
- Chuyên gia ưng bướu học bức xạ xem xét kết quả xét nghiệm, tìm hiểu tiền
sử bệnh và khám toàn diện bệnh nhân. Sau đó chuyên gia này xác định phương
pháp trị liệu thích hợp, thảo luận với bệnh nhân về giai đoạn của ung thư, cho lý
giấy xác nhận và lập kế hoạch điều trị.

2.2.3 Lập kế hoạch điều trị
2.2.3.1 Xác định giai đoạn phát triển của ung thư.
2.2.3.2 Xác định vị trí khối u
- Định vị và đo kích thước khối u (tumor volume).
- Xác định thể tích vùng chiếu (target volume). Thường khối lượng cần
chiếu xạ phải lớn hơn khối lượng của u, để đảm bảo bao trùm toàn bộ khối u và
tính đến khả năng lan tràn của ung thư sang các vùng lân cận.
- Nhận biết các vùng có nguy cơ ảnh hưởng và những cơ quan quan trọng ở
gần khối u. Xác định liều giới hạn đối với những vùng đó.
- Việc này được xác định nhờ các phương tiện như radiographs, sonograms,
CT, MRI, PET scans.
12


2.2.3.3 Xác định liều tổng và kĩ thuật điều trị.
- Đây là công việc của nhà ung bướu học bức xạ. Để xác định chiếu xa hay
chiếu gần ( xạ trị ngoài hay trong), liều tổng cộng cần thiết. Các yếu tố để xem xét
và quyết định:
+ Điều trị dứt bệnh hay chỉ để giảm đau.

+ Sự khỏe mạnh của bệnh nhân, so sánh với nguy cơ của tác dụng phụ.`
+ Số lần chiếu ( số phân liều) và liều hấp thụ trong mỗi lần. Việc phân liều
này chỉ có ý nghĩa trong trường hợp xạ trị chữa bệnh, trong trường hợp xạ trị để
giảm đau việc này là không cần thiết.
+ Liều cần thiết để diệt khối u.
+ Liều cho phép đối với các cơ quan lân cận. Liều cho phép này phụ thuộc
vào loại tia phóng xạ, độ nhạy của mô đối với tia phóng xạ, số phân liều, kích
thước miền được chiếu,… Nó xác định giới hạn trên của liều tổng cấp cho khối u.

2.2.3.4 Tính toán phân bố liều
- Trong trường hợp xạ trị ngoài, một nhà liều lượng y học ( medical
dosimetrist) , được sự tư vấn bởi nhà ung bướu học, sẽ tính toán để có được một
phân bố liều tối ưu cho bướu. Việc tính toán dựa trên các yếu tố sau:
- Vị trí, thể tích vùng cần chiếu và các cơ quan quan trọng. Trường chiếu cần
tránh những cấu trúc quan trọng như cột sống, thận.
- Các thiết bị chiếu hiện có sẵn và khả năng của chúng.
- Loại bức xạ sử dụng ( electron, photon hay proton).
- Năng lượng của bức xạ.
- Kỹ thuật chiếu : SAD cố định hay SSD cố định.
13


- Hình dạng kích thước của trường ( cổng điều trị ).
- Số cổng điều trị : Thông thường bệnh nhân được chiếu từ hai hay nhiều
phía ( cổng ) khác nhau, để giảm bớt ảnh hưởng xấu lên các mô lành trên đường đi
của bức xạ.
- Cố định hay quay tròn.
- Góc quay của gantry.
- Sự có mặt của những vùng không đồng nhất trong mô.
- Các dụng cụ phụ trợ khác.

- Việc tính toán này thường được thực hiện bằng máy tính.

2.2.3.5 Mô phỏng
- Việc tính toán phân bố liều cần phải được kiểm tra lại bằng bước mô
phỏng. Trong bước này người ta dựng nguyên hiện trường lúc chiếu. Chỉ khác là
dùng tia X để xác định tư thế của bệnh nhân khi chiếu xạ, tâm của các trường chiếu
và các bờ của nó. Tất cả những số liệu này phải được xác định giống như khi điều
trị thực sự bằng máy. Sau đó, bác sĩ vẽ bờ của trường chiếu lên da của bệnh nhân,
cùng với số liệu về kích thước, độ sâu của khối u và khối lượng cần chiếu xạ. Cuối
cùng, một hoặc hai phim X-quang sẽ được chụp để làm dữ liệu cho phác đồ điều
trị. Nếu quá trình mô phỏng cho thấy việc phân bố liều theo tính toán là khả thi,
thì bước tiếp theo sẽ là việc điều trị thực sự. Còn nếu cần thiết, phải tính toán lại.
Cho đến khi phương án đề ra là được các bác sĩ chấp thuận.

2.2.3.6 Chuẩn thiết bị chiếu
- Việc chuẩn thiết bị chiếu không nằm trong sơ đồ chung của việc lập kế
hoạch điều trị, nhưng cũng rất quan trọng. Nó đảm bảo rằng một liều theo như tính
14


toán sẽ được hấp thụ trong cơ thể bệnh nhân. Thiết bị chiếu phải được chuẩn trước
khi việc xạ trị bắt đầu.

2.2.3.7 Chiếu xạ
- Khi chiếu xạ, bệnh nhân được đặt nằm trên bàn chiếu sao cho các bờ của
trường chiếu, các dấu làm mốc và dấu chữ thập để định vị nằm trên một đường
thẳng, tương ứng với khoảng cách từ nguồn đến da. Sau đó người ta chụp ảnh cho
từng cổng điều trị một. Các bác sĩ sẽ xem phim này để kiểm tra các khối chặn tia là
đúng và việc xạ trị trên máy là đúng với kế hoạch đã định trên máy mô phỏng.
- Nếu việc mô phỏng có thể thực hiện theo như tính toán, việc điều trị sẽ

được thực hiện trên máy xạ trị.
- Bệnh nhân được đặt nằm cố định trên bàn sao cho các bờ của trường chiếu
và các dấu làm mốc nằm đúng vị trí như khi mô phỏng.
- Liều hấp thụ bệnh nhân nhận được trong mỗi lần chiếu vào khoảng 50-200
cGy.
- Liều tổng cho mỗi cổng vào khoảng 2000-5000 cGy.
- Bệnh nhân được chiếu nhiều lần ( các phân liều) , thường là 5 lần /tuần.
- Tổng thời gian xạ thường kéo dài từ 2-8 tuần.
- Trong lần xạ đầu tiên, có thể chụp phim để kiểm tra hình.

2.3 Ưu nhược điểm của xạ trị trong y học
Ưu điểm:
+ Xạ trị là một trong những phương pháp điều trị ung thư phổ biến nhất
hiện nay.

15


+ Không giống như hóa trị- liệu pháp toàn thân ảnh hưởng tới toàn cơ thể,
xạ trị chỉ nhắm tới một địa điểm nhất định, do đó ít gây thiệt hại cho các tế bào
khỏe mạnh.
Nhược điểm:
+ Xạ trị có thể không có hiệu quả khi được sử dụng đơn lẻ trong điều trị tất
cả các loại ung thư, đặc biệt là khi ung thư đã di căn khắp cơ thể. Do xạ trị sử dụng
tia bức xạ tiêu diệt khối u tại chỗ nhưng không thể lan tỏa rộng tới bất kỳ vị trí nào
trên cơ thể như hóa trị.
+ Mặc dù xạ trị có thể ít gây hại cho cơ thể và các tác dụng phụ ít nghiêm
trọng, tuy nhiên các tác dụng phụ này có thể kéo dài, gây khó chịu cho người bệnh.
Cụ thể xạ trị máy ( xạ trị bên ngoài) khiến da phát ban và trở nên nhạy cảm. Xạ trị
cũng có thể gây ra các vấn đề ở các mô, tuyến hoặc bộ phận cơ thể gần với vị trí

nhận được xạ trị. Các tác dụng phụ lâu dài có thể là sự tăng trưởng của các mô sẹo,
vô sinh hoặc thiệt hại cho các khu vực khác của cơ thể, tùy thuộc vào vị trí của cơ
thể. Một số người cũng có thể phát triển ung thư thứ phát như là kết quả của việc
tiếp xúc với xạ trị.

3. Một số máy xạ trị hạt nhân có ở bệnh viện Việt Nam
- Bệnh viện Chợ Rẫy, hệ thống máy gia tốc thế hệ mới Synergy (Elekta) xạ
trị điều biến cường độ dựa trên bộ chuẩn trực đa lá (gọi tắt là kỹ thuật MLC IMRT (Multileaf Collimator - Intensity Modulated Radiotherapy) mới được bệnh
viện trang bị thuộc dạng tiên tiến nhất hiện nay trên thế giới.
- Bệnh viện Trung ương Huế, hệ thống máy xạ trị gia tốc điều trị ung thư tại
Trung tâm Ung bướu của bệnh viện.

16


- Trung Tâm Ung Bướu & Y Học Hạt Nhân Bệnh Viện Nhân Dân 115, xạ trị
ung thư bằng máy gia tốc tuyến tính đa năng lượng.
- Tháng 07/2007, Trung tâm Xạ trị - Khoa Y học hạt nhân và U bướu - Bệnh
viện Bạch Mai được trang bị hệ thống gia tốc tuyến tính Primus thế hệ mới nhất
với nhiều ưu điểm nổi bật của hãng Siemens - một trong những hãng sản xuất thiết
bị y tế tốt nhất thế giới.
- Nhân kỷ niệm 27 năm ngày thành lập Bệnh viện Ung Bướu Tp. Hồ Chí
Minh, ngày 15/5/2012 Bệnh viện đã làm Lễ khánh thành và đưa vào hoạt động khu
xạ trị gia tốc mức năng lượng thấp gồm 02 máy xạ trị gia tốc thế hệ mới 600 C/D
với tổng kinh phí là 35 tỷ đồng.
- Máy xạ trị Clinac iX hiện đại tại Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec. Với
ưu thế vượt trội vừa quay vừa xạ, máy có khả năng điều trị cho khối u ở bất kỳ vị
trí nào trong cơ thể, rút ngắn thời gian tiếp xúc tia xạ giúp bảo vệ mô lành, giảm
phơi nhiễm, góp phần nâng tỉ lệ điều trị thành công ung thư lên tới 50-70%.

17


4. Danh mục tài liệu tham khảo
- Giáo trình môn Nông – Y – Sinh
/>diation/understandingradiationtherapyaguideforpatientsandfamilies/understandingradiation-therapy-external-radiation-therapy
/> />
18