Quy trình xạ trị ung thư bằng máy gia tốc tuyến tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA VẬT LÝ
CHUYÊN NGÀNH VẬT LÝ HẠT NHÂN



KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:

QUY TRÌNH XẠ TRỊ UNG THƯ
BẰNG MÁY GIA TỐC

SVTH : NGUYỄN VIẾT THỂ
CBHD: Th.S BS. VÕ KIM ĐIỀN
CBPB: PGS.TS. CHÂU VĂN TẠO

---------------------------------------------TP.HỒ CHÍ MINH -2008


2


LỜI CẢM ƠN

Thơng qua Khố Luận Tốt Nghiệp này, với lòng biết ơn chân thành và
sâu sắc nhất. Em xin gởi đến:
Quý Thầy Cô giai đoạn Đại Cương.
Quý Thầy Cô Khoa Vật Lý-Bộ môn Vật Lý Hạt Nhân đã tận tình giảng
dạy, truyền đạt cho em những kiến thức khoa học rất bổ ích..
Em chân thành cám ơn Thầy Võ Kim Điền, người đã giúp em lựa chọn đề

tài này. Cũng là người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em hồn thành
Khóa Luận này và cho phép em sử dụng dữ liệu bệnh nhân tại Bệnh Viện FV.
Và sau cùng, em chân thành cảm ơn Thầy Châu Văn Tạo đã nhiệt tình đọc
và góp ý, góp phần làm cho Khóa Luận của em hồn chỉnh hơn.
Qua đây em cũng xin cảm ơn Gia Đình và bè bạn đã động viên tinh thần,
giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện Khoá Luận và học tập ở trường.
Sinh viên thực hiện Khoá Luận
Nguyễn Viết Thể




LỜI NÓI ĐẦU
Kể từ khi tia X được phát hiện, có rất nhiều ứng dụng của nó trong cơng nghiệp,
nơng nghiệp, quân sự, y học, vv… Trong lĩnh vực y học, dựa vào đặc tính của tia X,
việc chẩn đốn bệnh trở nên dễ dàng hơn. Thêm một bước nữa, tia X năng lượng cao sẽ
có thể hủy diệt tế bào, đặc biệt là tế bào ung thư. Dựa vào đặc điểm này, liệu pháp xạ
trị đã ra đời.
Xạ trị là một vũ khí đắc lực trong việc điều trị bệnh nhân ung thư hiện nay. Xạ
trị được sử dụng để tiêu diệt toàn bộ khối bướu trong trường hợp điều trị triệt để; hoặc
có thể chỉ đơn giản là làm giảm đau cho bệnh nhân trong trường hợp điều trị triệu
chứng. Để việc xạ trị chính xác và hữu hiệu, các bác sĩ ung bướu và các kỹ thuật viên
phải phối hợp để thiết lập nên một kế hoạch xạ trị tối ưu. Quá trình xạ trị bao gồm mô
phỏng bệnh nhân, khảo sát liều và tiến hành xạ trị trên máy gia tốc. Với mong muốn
làm việc trong lĩnh vực xạ trị với vai trò là một kỹ sư vật lý, em đã chọn đề tài này để
thực hiện khóa luận Tốt Nghiệp của mình. Nội dung quy trình xạ trị mà tơi mơ tả trong
khóa luận sẽ dựa phần lớn vào quy trình xạ trị thực tế tại Khoa Ung Bướu, Bệnh Viện
FV. Khóa Luận này bao gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan quy trình xạ trị.
Chương 2: Quy trình xạ trị thực tế tại Bệnh Viện FV.

Chương 3: Một số ca bệnh minh họa cho quá trình xạ trị.
Trong thời gian thực hiện khóa luận, tơi đã tham khảo nhiều tài liệu trong nước
và ngoài nước và quá trình xạ trị thực tế được áp dụng rộng rãi ở các nước tiên tiến
hiện nay. Do đó, tơi hy vọng đề tài này có thể dùng làm tài liệu tham khảo hay giảng
dạy cho học phần Ứng Dụng Hạt Nhân Trong Y Học.


SƠ LƯỢC KHOA UNG BƯỚU, BỆNH VIỆN FV:
Bác sĩ ung bướu xạ trị:

 Võ Kim Điền (Trưởng Khoa)

Kỹ sư vật lý:
 Camille Guillerminet
 Lê Anh Tùng

Bác sĩ hóa trị: Trần Thị Phương Thảo
Bác sĩ: Lâm Phương Nam

Vận hành viên: Sylvie Feuerle, Vũ Quốc Khánh,
Trần Thắng Châu, Dương Văn Hậu, Huỳnh Thị
Huỳnh

Điều dưỡng:
 Trần Thị Lan
 Hà Tố Nữ

Thư ký y khoa:
 Phan Thị Tường Linh
 Võ Thị Hương Lan

Kĩ thuật viên tạo khn chì:
 Phan Văn Tài


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN QUY TRÌNH XẠ TRỊ .....................................

1

1.1. Mô phỏng .....................................................................................................
1.2. Khảo sát liều xạ ............................................................................................
1.2.1. Các tham số, yếu tố liên quan trong khảo sát liều .............................
1.2.1.1. Đường cong đẳng liều..........................................................
1.2.1.2. Cái lọc nêm ..........................................................................
1.2.1.3. Tấm bù da ............................................................................
1.2.1.4. Ảnh X-quang tái tạo số hóa .................................................
1.2.1.5. Ảnh BEV .............................................................................
1.2.2. Đánh giá kế hoạch xạ trị ....................................................................
1.2.3. Tính toán số MUs ..............................................................................
1.2.3.1. Lý thuyết vật lý trong kĩ thuật SSD .....................................
1.2.3.2. Lý thuyết vật lý trong kĩ thuật SAD ....................................
1.2.3.3. Ví dụ tính số Mus trong kĩ thuật SSD .................................
1.2.3.4. Ví dụ tính số Mus trong kĩ thuật SAD .................................
1.2.3.5. Chuẩn hóa sự phân bố liều...................................................
1.2.4. Kiểm tra tư thế bệnh nhân trong vị trí điều trị ..................................
1.3. Xạ trị trên máy gia tốc ..................................................................................

1
7

10
10
11
12
13
13
14
17
18
20
29
32
34
35
36

CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN LIỀU TRÊN BỆNH NHÂN..............................

37

2.1. Giai đoạn mô phỏng tại Bệnh Viện FV .......................................................
2.1.1. Hệ thống mô phỏng chụp cắt lớp tại BệnhViện FV .........................
2.1.2. Định vị tư thế bệnh nhân ..................................................................
2.1.2.1. Định vị vùng đầu cổ (vòm hầu) ...........................................
2.1.2.2. Định vị vùng ngực (vú phải) ................................................
2.1.2.3. Định vị vùng chậu (tuyến tiền liệt) ......................................
2.1.3. Thu thập dữ kiện bệnh nhân ..............................................................
2.2. Giai đoạn khảo sát liều tại Bệnh Viện FV ....................................................
2.3. Giai đoạn xạ trị tại Bệnh Viện FV ................................................................
2.3.1. Hệ thống xạ trị tại khoa Ung Bướu Bệnh Viện FV ...........................

2.3.2. Xạ trị trên máy gia tốc .......................................................................

37
37
38
39
41
41
43
43
47
47
48

CHƯƠNG 3.
49

MỘT SỐ CA BỆNH MINH HỌA QUY TRÌNH XẠ TRỊ

3.1. Quy trình xạ trị ung thư vịm hầu ................................................................
3.1.1. Mơ phỏng và thu thập dữ kiện_ung thư vòm hầu .............................
3.1.2. Khảo sát liều_ung thư vòm hầu ........................................................

49
49
49


3.1.3. Xạ trị trên máy gia tốc_ung thư vòm hầu .........................................
3.2. Quy trình xạ trị ung thư tuyến tiền liệt .......................................................

3.2.1. Mô phỏng và thu thập dữ kiện_ ung thư tuyến tiền liệt....................
3.2.2. Khảo sát liều trên bệnh nhân_ ung thư tuyến tiền liệt ......................
3.2.3. Xạ trị trên máy gia tốc_ ung thư tuyến tiền liệt ................................
3.3. Quy trình xạ trị ung thư vú ..........................................................................
3.3.1. Mô phỏng và thu thập dữ kiện_ung thư vú .......................................
3.3.2. Khảo sát liều_ung thư vú ..................................................................
3.3.3. Xạ trị trên máy gia tốc_ung thư vú ...................................................
3.4. Quy trình xạ trị ung thư cột sống lưng.........................................................
3.4.2. Mơ phỏng và thu thập dữ kiện_cột sống lưng ..................................
3.4.3. Khảo sát liều_cột sống lưng .............................................................
3.4.4. Xạ trị trên máy gia tốc_cột sống lưng ..............................................

Kết luận
Tài liệu tham khảo
Danh mục bảng biểu
Danh mục hình vẽ
Các từ viết tắt và kí hiệu

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Châu Văn Tạo (2004), “An Toàn Bức Xạ Ion Hoá”.

Tiếng Anh

62
63
63
63
72
72

72
72
79
80
80
80
83


[2] E.B. Podgorsak (2005), “Radiation Oncology Physics: A Handbook For Teachers
And Students”, IAEA.
[3] ESTRO (2001), “Monitor unit calculation for high energy photon beams”. (booklet
3 & 6)
[4] Guide book for ELEKTA Linac from ELEKTA corperation.
[5] Guide book for ADAC Pinnacle software from Philips medical systems.
[6] />[7] />[9] />
ABBREVIATIONS & SYMBOLS
A
area
BEV
beam’s eye view
CF
collimator factor
CT
computerized tomography
CTV
clinical target volume
D
dose
DICOM

digital imaging and communication in medicine
DRRdigitally reconstructed radiograph
DVH
dose volume histogram
GTVgross tumour volume


HVLhalf-value layer
ICRU
the international commission on radiation unit and measurement
IGRT
image guided radiotherapy
IL
isodose line
MPRs
multiplanar radiographs
MU
monitor unit
PDD
percentage depth dose
PSF
peak scatter factor
PTV
planning target volume
RDF
relative dose factor
ROI
region of interest
SAD
source to axis distance

SAR
scatter-air ratio
SF
scatter factor
SSD
source to surface distance
TAR
tissue-air ratio
TMR
tissue-maximum ratio
TPR
tissue-phantom ratio
TPS
treatment planning system
W
weight (beam)
WF
wedge factor

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Thống kê liều khối của các ROIs từ giản đồ DVH (ung thư vòm hầu)… 61
Bảng 3.2. Thống kê liều khối của các ROIs từ giản đồ DVH (ung thư vịm hầu)….70

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ khối của mô phỏng chụp cắt lớp và hệ thống lập kế hoạch xạ trị (TPS)
6
Hình 1.2. Giao thức truyền dữ kiện DICOM .................................................................. 7
Hình 1.3. GTV và CTV ................................................................................................... 9
Hình 1.4. Đường cong đẳng liều (ung thư vú trái) ........................................................ 11

Hình 1.5. Ảnh BEV của trường chiếu trước vào hạch nách trái (ung thư vú trái) ........ 14
Hình 1.6. Bố trí hình học đo lường và xác định TAR. (a) liều tại Q trong phantom
nước. (b) liều trong mẫu nước tại Q trong khơng khí. Q tại điểm đồng tâm của
máy gia tốc ............................................................................................................ 21
Hình 1.7. Hình học đo lường để xác định quan hệ giữa TAR và PDD......................... 22
Hình 1.8. Hình học xác định mối quan hệ PDD của hai SSD khác nhau và A giống
nhau ..................................................................................................................... 24
Hình 1.9. Hình học xác định mối quan hệ giữa PDD của hai SSD và A khác nhau .... 25
Hình 1.10. Hình học đo lường TPR: a) đo DQ tại độ sâu z trong phatom
b) đo DQref tại độ sâu zref trong phatom..................................................................27
Hình 1.11. Phân bố đẳng liều của kĩ thuật SSD (ung thư tiền liệt tuyến) ..................... 30
Hình 1.12. Phân bố đẳng liều của kĩ thuật SSD (ung thư tiền liệt tuyến) ..................... 32
Hình 1.13. Tái lập tư thế bệnh nhân và tiến hành xạ ..................................................... 36
Hình 2.1. Hệ thống mơ phỏng chụp cắt lớp ................................................................... 37
Hình 2.2. Mơ tả cách cố định tư thế và xác định điểm đồng tâm scanner, bệnh nhân bị
ung thư vịm hầu ................................................................................................... 40
Hình 2.3. Mô tả cách cố định tư thế và xác định điểm đồng tâm scanner trong phịng mơ
phỏng, bệnh nhân bị ung thư vú ........................................................................... 41
Hình 2.4. Mơ tả cách cố định tư thế và xác định điểm đồng tâm scanner trong phịng
mơ phỏng,bệnh nhân bị ung thư tuyến tiền liệt .................................................... 42
Hình 3.1. Ảnh DRRs của trường chiếu bên-phải, trường chiếu bên-trái và trường chiếu
trước trong đợt xạ đầu tiên (ung thư vịm hầu) ..................................................... 51
Hình 3.2. Phân bố đẳng liều do hai trường chiếu bên (hình trên) và trường chiếu trước
(hình dưới) tạo ra tại iso_V1 và iso_V2 (tương ứng) (ung thư vịm hầu) ............ 52
Hình 3.3. Ảnh DRRs của trường chiếu bên-phải và trường chiếu bên-trái trong xạ trị
thu nhỏ lần 1 (ung thư vịm hầu)........................................................................... 54
Hình 3.4. Ảnh DRRs của trường chiếu bên-phải và trường chiếu bên-trái trong xạ trị
thu nhỏ lần 1(ung thư vịm hầu)............................................................................ 54
Hình 3.5. Các ảnh MPRs trong các mặt phẳng đi qua:

a) iso_V1 và iso_V3

b) iso_V2

c) iso_V4 và iso_V5

d) Max ............ 56

Hình 3.6. Ảnh DRRs của trường chiếu bên-phải và bên-trái trong đợt xạ trị thu nhỏ lần
2 (ung thư vòm hầu) ............................................................................................. 58
Hình 3.7. Sự phân bố đẳng liều tổng qua 3 đợt xạ (ung thư vịm hầu) ......................... 59
Hình 3.8. Liều xạ tại các vùng quan tâm (ung thư vịm hầu) ........................................ 60
Hình 3.9. Giản đồ DVH (ung thư vịm hầu) ................................................................. 62
Hình 3.10. Phân bố của 4 trường chiếu xạ vào tuyến tiền liệt ...................................... 64
Hình 3.11. Ảnh DRRs ứng với bộ 4 trường chiếu, theo thứ tự là trường chiếu trước,
trường chiếu sau, trường chiếu bên-phải và trường chiếu bên-trái (ung thư tiền liệt
tuyến) .................................................................................................................... 65
Hình 3.12. Ảnh DRRs ứng với bộ 4 trường chiếu, theo thứ tự là trường chiếu trước,
trường chiếu sau, trường chiếu bên-phải và trường chiếu bên-trái (ung thư tiền liệt
tuyến) .................................................................................................................... 66
Hình 3.13. Phân bố 5 trường chiếu trong đợt xạ trị thu nhỏ (ung thư tiền liệt tuyến ... 67
Hình 3.14. Ảnh DRRs ứng với bộ 5 trường chiếu (OPD, OAD, OAG, OPG và POST)
trong đợt xạ trị thu nhỏ (ung thư tiền liệt tuyến) .................................................. 68
Hình 3.15. Các ảnh MPRs, các đường cong đẳng liều cho biết liều phân phát vào các
vùng khác nhau trong đợt xạ trị thu nhỏ (ung thư tiền liệt tuyến) ........................ 69
Hình 3.16. Liều xạ vào các vùng quan tâm (ung thư tiền liệt tuyến) ............................ 70
Hình 3.17. Giản đồ DVH (ung thư tiền liệt tuyến) ....................................................... 71
Hình 3.18. Hai trường chiếu chếch vào vú trái và hai ảnh DRRs tương ứng (ung thư vú)

75
Hình 3.19. Phân bố liều xạ do hai trường chiếu chếch tạo ra ....................................... 75
Hình 3.20. Hai trường chiếu trước (photon và electron) vào hạch và hai ảnh DRRs
tương ứng (ung thư vú) ........................................................................................ 76
Hình 3.21. Phân bố liều xạ do hai trường chiếu trước tạo ra ........................................ 76
Hình 3.22. Trường chiếu trước vào hạch nách và ảnh DRR tương ứng (ung thư vú) .. 77
Hình 3.23. Phân bố đẳng liều do trường chiếu trước (vào hạch nách) tạo ra ............... 78
Hình 3.24. Phân bố đẳng liều qua điểm liều cực đại (ung thư vú) ............................... 78


Hình 3.25. Liều xạ vào các vùng quan tâm (ung thư vú) .............................................. 79
Hình 3.26. Trường chiếu sau và ảnh DRR tương ứng (ung thư cột sống lưng) ........... 80
Hình 3.27. Phân bố đẳng liều của mặt phẳng đi qua iso_V1 (hình trên) và đi qua điểm
liều cực đại (ung thư cốt sống lưng) ..................................................................... 81
Hình 3.28. Liều xạ vào vùng quan tâm (ung thư cột sống lưng) .................................. 82
Hình 3.29. Giản đồ DVH (ung thư cột sống lưng)........................................................ 82


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 1

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN QUY TRÌNH XẠ TRỊ
Xạ trị là một lĩnh vực ứng dụng Vật Lý Bức Xạ và Vật Lý liều lượng vào y học
và có thể nói đây là một lĩnh vực khơng thể thiếu trong nền y học hiện đại. Trong lĩnh
vực này đòi hỏi các bác sĩ, các kĩ sư vật lý và các vận hành viên xạ trị phải được đào
tạo vững vàng về cả lý thuyết lẫn thực tế.

Trước đây,

để tiến hành một quy trình xạ trị thì phải mất khoảng 2 giờ 30 phút, nhưng ngày nay
với sự phát triển mô phỏng 3D về cơ thể học bệnh nhân việc tiến hành một ca xạ trị rút
ngắn còn khoảng 1 giờ 30 phút. Quy trình xạ trị mà tơi xin trình bày ở đây chính là loại
quy trình xạ trị sử dụng mơ phỏng khơng gian ba chiều.
Quy trình xạ trị dựa trên mô phỏng không gian ba chiều gồm 3 giai đoạn: mô
phỏng, khảo sát liều và xạ trị.
1.1. MƠ PHỎNG
Mơ phỏng là giai đoạn đầu tiên của quá trình xạ trị. Đây là bước chuẩn bị rất quan
trọng và ảnh hưởng đến tính chính xác của tồn bộ q trình xạ trị. Phương pháp mơ
phỏng hiện đại nhất trên thế giới hiện nay là chụp cắt lớp mơ phỏng. Đó cũng là
phương pháp mơ phỏng được sử dụng tại Bệnh Viện FV.
Trong giai đoạn mô phỏng, chúng ta cần phải đạt được 3 mục đích chính:
 Xác định tư thế điều trị thích hợp.
 Thu thập dữ kiện của bệnh nhân.
 Xác định điểm đồng tâm chuẩn (isoscan).
Đối với mô phỏng không gian hai chiều (2D), một máy mơ phỏng có cấu trúc
hồn tồn giống máy gia tốc, chỉ khác là đầu phát của nó chỉ có thể phát được tia X để
chụp hình X-quang. Từ các ảnh X-quang quy ước này mà các bác sĩ sẽ xác định tâm và
kích thước trường chiếu. Khơng cho thêm thơng tin gì khác nữa. Cịn đối với mơ phỏng
khơng gian ba chiều (3D), dựa vào một bộ hình ảnh các lát cắt cơ thể bệnh nhân, ngoài
việc nhận được thơng tin về tâm, kích thước trường, thì cịn cho thêm thông tin về che
SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 2

chắn chì, sự phân bố đẳng liều, giản đồ liều khối (dose-volume histogram: DVH), các
ảnh chiếu của chùm tia (Beam eye’s view: BEV) và ảnh X-quang tái thiết số hóa
(digitally reconstructed radiograph: DRR) từ các mặt phẳng bất kỳ, vv…
Mô phỏng là một phương pháp thu thập dữ kiện bệnh nhân, để thiết lập kế hoạch
xạ trị, trong đó mơ hình 3D chi tiết của bệnh nhân được thiết lập từ hàng chục đến hàng
trăm lát cắt CT. Vì mức xám của các ảnh CT có liên hệ trực tiếp mật độ mô của bệnh
nhân nên các máy tính có thể tính liều và tạo ra được các ảnh ở các mặt phẳng bất kì.
Các ảnh này được gọi là các ảnh DRR. Mô phỏng chụp cắt lớp còn cung cấp các dữ
kiện giải phẫu học của bệnh nhân, vị trí, kích thước, độ xâm lấn của tổn thương và các
cơ quan lành cần bảo vệ.
Kỹ thuật viên phải cố định bệnh nhân ở tư thế thích hợp, thoải mái. Và tư thế này
phải được tái tạo lại một cách dễ dàng khi bệnh nhân nằm xạ trong phòng máy gia tốc.
Tư thế nằm rất quan trọng, vì nếu bệnh nhân khơng thoải mái bệnh nhân sẽ khơng nằm
bất động vững trong suốt q trình mơ phỏng và xạ trị. Khi đó kết quả khảo sát liều sẽ
khơng cịn chính xác nữa.
Một số ví dụ cho thấy việc cố định tư thế bệnh nhn rất quan trọng. Đối với cc khối
bướu vng bụng v chậu, nếu bệnh nhn nằm sấp thì trọng lượng của bệnh nhn sẽ lm bụng
dẹp lại, tạo ra sự dịch chuyển của ruột, cc cơ quan v thậm chí là các khối bướu. Trong
vùng ngực, bề mặt da luôn di chuyển so với các mơ bên dưới do đó các dấu trên bề mặt
da sẽ khơng cịn là cơ sở chính xác để xác định vị trí khối bướu từ ảnh mơ phỏng. Một
sự dịch chuyển nhỏ trong vùng ngực sẽ tạo ra sự thay đổi vị trí của các điểm đánh dấu
so với các khối bướu phổi nằm bên dưới. Khi bệnh nhân hít thở cũng tạo ra chuyển
động của da cũng như các mơ nằm bên dưới (cơ hồnh, phổi, …). Do đó, tư thế mà bác
sĩ ung bướu chỉ định để bệnh nhân nằm là rất quan trọng, để giảm thiểu việc sai sót
trong việc xác định vị các cơ quan, hạch và bướu.
Bề mặt bàn trong phịng mơ phỏng phải giống bề mặt bàn trong phòng xạ trị. Các
cấu trúc ở sâu sẽ dịch chuyển so với cấu trúc khác khi bệnh nhân nằm trên các bề mặt

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ

GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 3

khác nhau. Chẳng hạn như khi bệnh nhân nằm trên bề mặt mềm, đàn hồi thì độ cong
của cột sống sẽ khác khi bệnh nhân nằm trên bề mặt phẳng cứng.
Đối với các trường hợp xạ nhiều trường chiếu thì việc cố định bệnh nhân lại càng
rất quan trọng. Chú ý rằng các vật liệu trong dụng cụ cố định phải không làm suy giảm
chùm tia, hoặc không tạo ra các tán xạ lên da bệnh nhân.
Tư thế bệnh nhân trong quá trình điều trị phải được xác định trước q trình mơ
phỏng. Các trường chiếu từ hai phía bên vào ngực, bụng có thể đi xuyên qua tay bệnh
nhân. Trong trường hợp này tay phải được đặt lên trên phía đầu. Dùng một trường
chiếu sau vào vùng đầu cổ, phải chú ý tia thoát ra có thể đi xuyên qua mắt và miệng
gây ra hậu quả vượt quá liều giới hạn trong các cơ quan này. Để giảm liều trong các
mô lành, các bác sĩ thường chọn phương án đa trường chiếu.
Khi vị trí của bệnh nhân đã được thiết lập thì việc tiếp theo là phải cố định tư thế
này, xăm một số điểm mốc và ghi lại các tham số để các kỹ thuật viên có thể tái tạo lại
tư thế hằng ngày trong phịng xạ. Ngồi ra, các vết xăm và các tham số cố định bệnh
nhân sẽ rất cần thiết trong những lần xạ sau, nếu có.
Sự định vị bệnh nhân được hỗ trợ bởi hệ thống laser hướng tuyến (Alignment
laser). Các đèn laser sẽ được gắn vào tường và trần nhà, các tia của chúng sẽ giao nhau
tại một điểm. Điểm này thường là điểm đồng tâm của máy. Các đường laser sẽ giúp
cho việc tái tạo vị trí bệnh nhân trở nên dễ dàng.
Vị trí của điểm đồng tâm chuẩn sẽ được dùng như gốc tọa độ trong hệ trục tọa độ
chuẩn. Vị trí của điểm đồng tâm của khối bướu (điểm đồng tâm xạ) chính là tâm của
khối bướu cần xạ. Bác sĩ sẽ xác định chính xác điểm đồng tâm xạ dựa vào hình ảnh các
lát cắt. Tọa độ của hai điểm đồng tâm đều đã xác định. Từ tọa độ của điểm đồng tâm
chuẩn, ta có thể dịch chuyển bàn bệnh nhân (qua trái hay phải, lên cao hay xuống thấp,
tới hay lùi và xoay quanh trục máy) để tâm của các trường chiếu rơi đúng vào ngay

điểm đồng tâm xạ.
v Định vị không gian 3 chiều:

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 4

Định vị không gian 3 chiều nghĩa là định vị bệnh nhân trong 3 mặt phẳng: mặt
phẳng đứng ngang (coronal), mặt phẳng đứng dọc (sagittal), mặt phẳng ngang (axial).
Hình ảnh tổng hợp của 3 mặt phẳng cho chúng ta tất cả dữ kiện về giải phẫu học
bình thường cũng như các tổn thương bất thường của bệnh nhân. Sự định vị 3 chiều
của các cơ quan bên trong cơ thể và các khối bướu cần thiết các máy gia tốc hiện đại.
Hầu hết các máy xạ trị và mơ phỏng ngày nay đều có thể quay một góc 360 0 xung
quanh một tâm điểm. Để thuận lợi, tâm điểm này nên được chọn sao cho trùng với tâm
của khối bướu dự định xạ (điểm đồng tâm xạ). Hệ tọa độ không gian được sử dụng để
mô tả các điểm khác, có gốc tọa độ là điểm chuẩn. Điểm chuẩn thường là điểm đồng
tâm nhưng cũng có thể là điểm nào đó trên người bệnh nhân. Điểm chuẩn có tọa độ là
(0,0,0). Bất kì điểm nào khác sẽ được xác định bằng cách cộng hoặc trừ thêm một số
cm nếu điểm đó ở trên hay ở dưới, bên trái hay bên phải, một cách tương ứng. Ba trục
tọa độ trong hệ tọa độ được xem như 3 đường chuẩn để xác định hướng của các tọa độ
của các điểm. Hướng của các trục tọa độ sẽ là: từ trái sang phải, từ đầu xuống chân, từ
trước ra sau.
Cấu trúc thể tích cần xạ và các cơ quan quan tâm có thể được phác thảo trực tiếp
từ các ảnh CT bằng cách sử dụng các công cụ trong phần mềm mô phỏng. DRRs và
BEVs (đều được tạo ra từ các lát cắt và các chùm tia) và dữ kiện phác thảo (hình dáng
bên ngồi 3D của bệnh nhân) sẽ được sử dụng để mô phỏng xạ trị. Dựa vào DRRs,
BEVs, dữ kiện phác thảo và các đường đẳng liều kỹ sư vật lý sẽ xác định được hình

dạng chùm tia và vùng che chắn. Tức là xem xét vùng nào nên xạ, vùng nào sẽ được
che chắn mà ta sẽ có được một trường xạ hiệu dụng.
Khi đã xác định được dạng hình học chùm tia thì tiếp theo là ta phải thiết kế che
chắn và các dụng cụ biến đổi chùm tia. Việc thiết kế chùm tia phải đảm bảo tối ưu các
ảnh hưởng của hình học và vật lý của chùm tia, chẳng hạn như phải thiết kế sao cho
ảnh hưởng của vùng bóng mờ (penumbra) là bé nhất, liều xạ vào vùng cần xạ cao,
trong khi liều vào các mô lành phải được hạn chế tối đa.

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 5

 Các đặc điểm của mô phỏng chụp cắt lớp:
-

Tạo ra một bệnh nhân ảo nhờ vào các hình ảnh tái tạo từ những lát cắt CT. Vì vậy,

quá trình này được gọi là quá trình mơ phỏng ảo (virtual simulation). Chương trình mơ
phỏng sẽ xử lý và hiển thị vị trí, dạng hình học của tất cả các chùm tia. Bác sĩ sử dụng
các công cụ phác thảo để định nghĩa rõ ràng đâu là khối bướu, đâu là cấu trúc cần bảo
vệ. Ngoài ra, chương trình này cịn tạo ra các ảnh DRR’s, BEVs từ việc chiếu Outlines
và dữ kiện CT lên trên hình học chùm tia.
-

Tạo ra các cấu trúc 3D từ bộ dữ kiện CT.

-

Tạo ra các tham số xạ trị, các trường chiếu, che chắn, vv…

-

Có thể chuyển các ảnh DRR’s, các tham số xạ trị và các hình học trường, che

chắn trường từ phịng mơ phỏng sang EPID thơng qua giao thức DICOM RT.
Như vậy trong mô phỏng 3D, sau khi thu thập dữ kiện bệnh nhân thì cơng việc
tiếp theo là tiến hành mô phỏng và cuối cùng sẽ là tính liều.

Hình 1.1. Sơ đồ khối của mơ phỏng chụp cắt lớp và hệ thống lập kế hoạch xạ trị (TPS)
Khi đã tính được các tham số điều trị cho bệnh nhân thì các tham số đặc trưng
cho chùm tia, các ảnh BEVs, năng lượng chùm tia, suất liều chùm tia, số MUs, góc
collimator, góc nêm (nếu có dùng) phải được chuyển đến trạm làm việc của máy gia
tốc (workstation). Dữ kiện được truyền qua giao thức DICOM.

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 6

Hình 1.2. Giao thức truyền dữ kiện DICOM
1.2. KHẢO SÁT LIỀU
Khảo sát liều là một công việc chính trong việc lập kế hoạch xạ. Khảo sát liều dựa
vào toàn bộ dữ kiện từ các lát cắt, đặc tính của máy (các mức năng lượng, các suất liều
chuẩn, tính năng kỹ thuật) để mơ phỏng và tính tốn các thơng số xạ trị. Việc khảo sát
liều được thực hiện trên chương trình mơ phỏng và tính tốn liều. Sau khi tính tốn

xong, các thơng số sẽ được chuyển tới workstation.
Trong giai đoạn khảo sát liều chúng ta phải đạt được 4 mục đích chính sau:
 Xác định thể tích xạ trị.
 Xác định cơ quan cần bảo vệ.
 Tạo trường chiếu: tâm, DSP, DSA, che chắn chì, năng lượng, góc vào, …
 Khảo sát sự phân bố liều.

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 7

Thể tích xạ trị: bác sĩ xem xét các ảnh chụp cắt lớp sẽ biết được sự khác thường
của của các mô và cơ quan. Chẳng hạn như dựa vào mức xám, độ tương phản bác sĩ xạ
trị sẽ biết được cấu trúc nào là bướu, cấu trúc nào là mơ bình thường cũng như sự xâm
lấn của bướu vào các cấu trúc lân cận. Còn dựa vào độ lớn và hình dạng của từng cơ
quan, bác sĩ sẽ biết được bướu có xâm lấn ra ngồi cơ quan đó hay khơng. Như vậy, từ
việc xem xét các ảnh chụp cắt lớp bác sĩ sẽ xác định thể tích xạ trị.
Ta cần phân biệt các loại thể tích sau:
 Thể tích tồn bộ khối bướu (Gross target volumm-GTV): là tồn bộ bướu có thể
sờ, có thể thấy, có thể chứng minh được. GTV được xác định qua chẩn đốn hình ảnh
(SA, X-quang, CT, MRI,…) và kết quả phân tích giải phẫu bệnh.
 Thể tích đích lâm sàng (Clinical target volumm-CTV): là thể tích GTV cộng thêm
những vùng được các bác sĩ xác định là có khả năng có tổn thương. Thể tích này là thể
tích cần được xạ trị để nhận được mục tiêu tiêu diệt triệt để hơn. CTV thường bao gồm
vùng GTV, vùng bao quanh GTV và các hạch dương tính xung quanh. CTV được xác
định bởi bác sĩ ung bướu xạ trị. Kích thước CTV thông thường là: CTV = GTV + 1
cm-mở rộng từ biên của GTV. Tuy nhiên trong một số ít trường hợp CTV = GTV.

 Thể tích đích hoạch định (Planning target volumm-PTV): là một khái niệm hình
học. Nó được nêu ra để chọn các chùm tia phù hợp đảm bảo liều được chỉ định thật sự
bị hấp thụ trong CTV. PTV được liên kết với một khung chuẩn của máy gia tốc và
thường được mô tả là CTV + một đường biên cố định hay thay đổi (chẳng hạn,
PTV=CTV+1cm).

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 8

Hình 1.3. GTV và CTV
Cơ quan cần bảo vệ: khi xạ vào một vùng nào đó thì các cơ quan bên cạnh vùng
đó cũng bị chiếu xạ. Liều quá cao vào những cơ quan này có thể làm tổn thương nếu
nhẹ, hoặc có thể phá hủy chức năng của cơ quan đo nếu vượt qua liều giới hạn cho
phép. Do vậy, việc xác định các cơ quan nhạy bức xạ là rất quan trọng. Ta đặc biệt lưu
ý tới các cơ quan quí sau:
Vùng đầu cổ: mắt và tủy sống.
Vùng ngực: tủy sống và phổi.
Vùng bụng: gan và thận.
Vùng chậu: bàng quang, trực tràng, hai đầu xương đùi, buồng trứng, tinh hoàn.
Tạo trƣờng chiếu: tạo một bộ trường chiếu tối ưu nhằm đưa vào thể tích đích một
liều diệt bướu cao nhất và tránh xạ vào các cơ quan q. Thơng tin bộ trường chiếu bao
gồm: góc của chùm tia, kích thước chùm tia, tâm trường xạ, loại (electron, photon) và
năng lượng chùm tia, che chắn chì, góc cái nêm, kỹ thuật được sử dụng (SAD hay
SSD), sự đối xứng của chùm tia.
Khảo sát liều: bác sĩ sẽ chỉ định xạ trị tổng liều, thể tích đích và phân liều trong
mỗi lần xạ. Kỹ sư vật lý phải thiết kế trường chiếu sao cho thỏa mãn yêu cầu của bác

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 9

sĩ. Có thể thay đổi mức năng lượng chùm tia để liều phân phát lớn tại các vị trí xác
định, năng lượng chùm photon càng cao thì độ xuyên thấu càng lớn và hiệu suất chiều
sâu càng lớn. Khi thể tích đích nằm gần bề mặt da thì kết hợp chùm electron với chùm
photon năng lượng thấp sẽ đạt liều cao gần bề mặt da. Cũng có thể dời tâm trường
chiếu để đường đẳng liều nhận được tốt hơn. Sự hiệu quả của khảo sát liều được đánh
giá thông qua đồ thị đường cong đẳng liều và giản đồ liều-khối (DVH). Dựa vào đường
cong đẳng liều, ta có thể biết được 95% liều được chỉ định có bao hết vùng thể tích cần
xạ hay khơng và các cơ quan nhạy xạ có nằm trong các đường cong đẳng liều cao hay
không. Dựa vào DVH, biết được bao nhiêu phần trăm thể tích của cơ quan quan tâm
(được contour) nhận được liều là bao nhiêu, rồi từ đó đánh giá được hiệu quả ứng với
bộ tham số trường chiếu này. Có quyết định sử dụng hay khơng, nếu khơng thì thay đổi
năng lượng chùm tia, trọng số các trường chiếu, kích thước trường chiếu, góc trường
chiếu để đạt được kết quả tốt hơn.
1.2.1.

Các yếu tố liên quan đến khảo sát liều

1.2.1.1. Đƣờng cong đẳng liều (isodose line_IL)
Là đường biểu diễn các điểm nhận được một liều chiếu bằng nhau. Chúng biểu
diễn sự phân bố liều và cho thấy tính chất của từng chùm tia hay sự kết giữa các chùm
tia với sự che chắn, cái nêm, bolus khác nhau.
Các đường cong đẳng liều có thể được đo trực tiếp trong nước hay có thể được
tính từ hiệu suất chiều sâu (PDD) và dữ kiện profile của chùm tia. Một bộ các đường

cong đẳng liều ứng với các năng lượng, SSD và kích thước trường chiếu xác định được
đo ở máy gia tốc và được nạp vào hệ thống TPS-cơ sở dữ liệu của TPS.
Các đường cong đẳng liều có thể được tạo ra để hiển thị liều thực sự xạ vào từng
vùng thể tích quan tâm. Để thuận lợi kỹ sư vật lý thường chuẩn 100% đến một điểm
xác định nào đó. Có hai điểm sau thường được sử dụng:
 Chuẩn hóa đến 100% tại độ sâu liều cực đại trên trục chính.
 Chuẩn hóa tại điểm đồng tâm.

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 10

Trong đồ thị phân bố đẳng liều, các điểm cùng nằm trên một đường cong sẽ nhận
được cùng một liều xạ. Cụ thể là các điểm nằm trên cùng một đường cong có màu
giống nhau sẽ nhận được một liều bằng nhau.

Hình 1.4. Đường cong đẳng liều (ung thư vú trái)
1.2.1.2. Cái lọc nêm (Wedge_W)
Là một tấm góc nhọn được đặt vào trong đầu máy gia tốc, có nhiệm vụ tạo ra một
gradient cường độ chiếu xạ. Khi xạ trị nó có tác dụng làm phẳng đường cong đẳng liều.
Vùng của chùm tia xạ đi qua phần dày của cái nêm sẽ bị suy giảm mạnh hơn. Do
đó, khi đi qua khỏi cái nêm thì phần này của chùm tia sẽ cho liều xạ thấp nhất.
Góc cái nêm là góc giữa 50% đường đẳng liều và vng góc với trục chính của
chùm tia. Góc của cái nêm thường trong khoảng 10-600.
Có hai trường hợp chính để sử dụng cái nêm:
 Cái nêm được sử dụng để bù cho một bề mặt dốc trên da bệnh nhân. chẳng hạn
như trong điều trị ung thư vùng tai-mũi-họng, cái nêm được sử dụng để bù cho phần

chiều dày nhỏ dần.
 Một cặp cái nêm cũng được sử dụng trong những vùng nằm tương đối gần da. Hai

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 11

chùm tia được đặt hợp với nhau một góc tù (<1800).
Hệ số nêm (WF) được định nghĩa như là tỉ số của liều tại một độ sâu xác định (
zmax) trên trục chính có cái nêm trong chùm tia so với liều cũng tại độ sâu này nhưng
khơng có cái nêm trong chùm tia. Hệ số nêm phụ thuộc vào độ sâu và kích thước
trường chiếu.
1.2.1.3. Tấm bù da (Bolus)
Bolus là một vật liệu tương đương mô, được đặt trên bề mặt da bệnh nhân để nhận
được một hay hai hiệu quả sau: tăng liều bề mặt, bù cho sự thiếu mô.
Để tăng liều bề mặt, một lớp bolus dày đồng đều thường được sử dụng. Thường
dày khoảng 0.5-1.5 cm. Ưu điểm là tấm bolus không làm thay đổi đáng kể hình dạng
của đường cong đẳng liều.
Để bù cho sự thiếu mô tại một vùng nào đó trong vùng xạ hay một bề mặt dốc,
người ta thường dùng một tấm bolus đồng dạng với da của bệnh nhân trên một mặt,
còn mặt kia của tấm bolus thì vng góc phẳng với chùm tia. Kết quả là đường phân bố
đẳng liều giống hệt với đường phân bố đẳng liều được tạo ra trong một phantom phẳng,
tuy nhiên sự thay thế da không được bảo tồn.
1.2.1.4. Ảnh X-quang tái tạo số hóa (digitally reconstructed radiograph-DRR)
Ảnh DRR được tạo ra bằng cách vẽ các đường tia xạ từ một nguồn tới một mặt
phẳng film dựa trên dữ kiện CT của bệnh nhân. Hệ số suy giảm dọc theo một tia xạ bất
kì cho ta một con số tương tự mật độ quang học trên một film X-quang. Nếu tổng các

hệ số suy giảm ứng vơí tất cả các đường tia xạ từ một nguồn được biểu diễn lên trên
những vị trí phù hợp trên mặt phẳng film sẽ cho ta ảnh X-quang tái tạo số hóa (ảnh
DRR). Ảnh này dựa hoàn toàn trên tập hợp các lát cắt CT. Điều thuận lợi là có thể tạo
các DRRs từ các góc khác nhau qua cơ thể bệnh nhân. Ảnh này được sử dụng trong
việc lên kế hoạch xạ trị.
Ảnh DRR: ảnh X-quang được tái thiết, số hóa và sau đó được lưu trữ trên đĩa
cứng của máy tính tính liều trong phịng tính liều. Ảnh này sẽ được chuyển tới buồng

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 12

điều khiển máy gia tốc. Chức năng của ảnh này là: nó được xem là ảnh chuẩn để kiểm
tra xem bệnh nhân có được đặt đúng vị trí trong phịng xạ hay khơng.
1.2.1.5. Ảnh BEV’s (Beam of view)
BEVs là các hình chiếu của các trục của chùm tia xạ, các biên của trường xạ, và
các cấu trúc bề mặt của bệnh nhân lên trên mặt phẳng film. BEVs thường chồng lên
các ảnh DRR tương ứng. (Hình 1.5)
Ngồi ra cịn có các ảnh:
· Ảnh PI: ảnh X-quang, có được từ việc chiếu tia X với năng lượng và MU thấp từ
đầu phát của máy gia tốc qua bệnh nhân, tia X sau khi qua bệnh nhân sẽ được tấm
Panel trên máy gia tốc ghi nhận. Máy tính được cài chương trình I-View sẽ tái thiết lại.
Chức năng của ảnh này là: xác nhận lại thể tích cần xạ có trùng với trường xạ hay
khơng từ việc so sánh với ảnh DRR.
· MPRs là các ảnh được tạo từ việc format lại các lắt cắt CT theo các mặt phẳng tùy
ý trên bệnh nhân.

Hình 1.5. Ảnh BEV của trường chiếu trước vào hạch nách trái (ung thư vú trái)
1.2.2.

Đánh giá kế hoạch xạ trị

SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ


GVHD: VÕ KIM ĐIỀN

Trang: 13

Sau khi các tính tốn liều được thực hiện bởi kỹ sư vật lý và bác sĩ, thì bác sĩ sẽ
đánh giá lại kế hoạch xạ trị này. Đường phân bố liều có thể nhận được cho: một số
đáng kể các điểm trong vùng thể tích xạ hoặc một lưới các điểm trên các đường bao 2
chiều hoặc một dãy 3 chiều các điểm nằm trên hình giải phẫu của bệnh nhân.
Đánh giá kế hoạch xạ bao gồm việc xác nhận lại các ảnh X-quang trên các mặt
phẳng khác nhau và sự phân bố liều:
 Sử dụng các ảnh DRR để đảm bảo chùm tia đã bắn vào CTV.
 Sự phân bố liều được xác nhận lại để đảm bảo tồn bộ thể tích đích đã nhận được
một liều theo chỉ định ban đầu của bác sĩ và các cấu trúc nhạy bức xạ xung quanh CTV
vẫn trong giới hạn an tồn.
Các cơng cụ sau thường được sử dụng để đánh giá sự phân bố liều:
 Các đường cong đẳng liều.
 Các mặt phẳng trực giao và các mặt đẳng liều.
 Các thống kê phân bố liều.
 DVHs vi phân.
 DVHs tích lũy.
Đƣờng cong đẳng liều: các đường cong đẳng liều đước sử dụng để đánh giá kế
hoạch xạ trên một mặt phẳng hay trên nhiều mặt phẳng trong bệnh nhân. Đường đẳng

liều bao xung quanh vùng thể tích xạ được so sánh với đường đẳng liều tại điểm đồng
tâm. Tỉ số này được xem là đạt kết quả tốt nếu nó có giá trị trong khoảng 95%-105%.
Nếu chỉ sử dụng một số nhỏ các lát cắt ngang để tính liều thì chỉ cần dùng các đường
cong đẳng liều này để đánh giá là đủ.
Các mặt phẳng trực giao và các mặt đẳng liều: khi sử dụng một số lượng lớn
các lát cắt ngang để tính tốn liều, thì việc đánh giá kế hoạch xạ sẽ khơng chính xác
nếu ta chỉ sử dụng các đường cong đẳng liều này. Trong trường hợp này ta phải tạo ra
thêm các ảnh phẳng trực giao, được tái tạo từ bộ dữ kiện cắt lớp ban đầu. Sự phân bố
liều trong các mặt phẳng đứng dọc và mặt phẳng đứng ngang được sử dụng trong hầu
SVTH: NGUYỄN VIẾT THỂ