Quy trình nghiệm thu, kiểm chuẩn máy gia tốc xạ trị siemens primus

Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Mở đầu
Theo thống kê của Tổ chức Y tế thế giới( WHO), tỷ lệ tử vong trên thế giới do
bệnh ung th- rất cao. Hằng năm có khoảng gần 10 triệu tr-ờng hợp mắc ung th- và trên
8 triệu ng-ời đã chết do bệnh này. ở Việt Nam, mỗi năm -ớc tính có khoảng 150.000
ca ung th- mới và trên 50.000 ca tử vong. Và một thực trạng đáng buồn là tỉ lệ các
tr-ờng hợp mắc ung th- mới đang không ngừng gia tăng với con số đáng báo động[4].
Có 3 liệu pháp chính để điều trị bệnh ung th- : phẫu thuật, xạ trị và điều trị bằng
hóa chất. Xạ trị là ph-ơng pháp dùng bức xạ ion hóa có năng l-ợng thích hợp để tiêu
diệt tế bào ung th-. Tùy từng loại ung th- và giai đoạn bệnh khác nhau mà ng-ời ta có
thể dùng một trong ba ph-ơng pháp hoặc phối hợp các ph-ơng pháp trên với nhau. Có
thể nói, xạ trị đã đ-ợc áp dụng trên 70% các loại bệnh ung th-.
Máy gia tốc đ-ợc ứng dụng trong lâm sàng từ đầu những năm 1950 và đã trở
thành một loại thiết bị chủ yếu tại nhiều trung tâm xạ trị. ở Việt Nam, việc ứng dụng
máy gia tốc trong lĩnh vực y tế mới đ-ợc áp dụng vào đầu những năm 2000 ở một số
bệnh viện lớn nh-: Bệnh viện K trung -ơng, Bệnh Viện Chợ Rẫy, Trung tâm Ung B-ớu
Thành phố Hồ Chí Minh... Nh- vậy, có thể nói ứng dụng máy gia tốc trong y tế ở n-ớc
ta là một lĩnh vực còn khá non trẻ nh-ng chỉ sau khoảng ch-a đầy 10 năm phát triển,
đến nay chúng ta có khoảng 17 máy gia tốc xạ trị đã và đang đ-ợc triển khai. Nếu so
sánh với khuyến cáo của tổ chức Y tế thế giới (WHO) : 1triệu dân/ 1 thiết bị xạ trị thì
rõ ràng là việc ứng dụng máy gia tốc trong y tế ở n-ớc ta dù đã bắt đầu phát triển nh-ng
vẫn ch-a đáp ứng đ-ợc nhu cầu thực tế và tiềm năng phát triển và ứng dụng lĩnh vực
này ở n-ớc ta là rất lớn. Hiện tại, xạ trị ở Việt Nam mới chỉ đáp ứng đ-ợc trên 10%
bệnh ung th-.
Hệ thống máy gia tốc sau khi hoàn thành việc lắp đặt tr-ớc khi đ-a vào sử dụng
điều trị cần một qui trình kỹ thuật quan trọng và bắt buộc là Kiểm chuẩn và đo liều vật
lý Commisioning. Công việc này do các Kỹ s- Vật lý đảm trách và nó quyết định
đến sự chuẩn xác và các thông số vật lý đ-ợc sử dụng trong suốt thời gian sử dụng thiết
bị.
1

Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Kiểm chuẩn và nghiệm thu kỹ thuật máy gia tốc xạ trị là một quá trình thử
nghiệm, kiểm tra các đặc tính cơ học và đo đạc liều l-ợng của một máy gia tốc nhằm
đảm bảo máy hoạt động một cách bình th-ờng và đáp ứng đ-ợc các yều cầu kỹ thuật
trong xạ trị. Quá trình này bao gồm cả việc thu nhận, l-u giữ các thông tin, thông số về
liều l-ợng, các số liệu về liều sâu phần trăm, các bản đồ đồng liều... đ-ợc l-u giữ trong
máy tính để dùng cho việc lập kế hoạch điều trị sau này.
Đồ án với đề ti Qui trình kiểm chuẩn, nghiệm thu máy gia tốc xạ trị SiemensPrimus nhằm mục đích tìm hiểu qui trình nghiệm thu, kiểm chuẩn máy gia tốc nói
chung và máy gia tốc do hãng Siemens sản xuất nói riêng, làm sáng tỏ hơn một qui
trình quan trọng và khá phức tạp này tr-ớc khi đ-a máy gia tốc vào vận hành điều trị
bệnh nhân.

Ch-ơng I.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động MáY GIA TốC xạ trị

2


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

I. Các thành phần chính của một máy gia tốc xạ trị
Các thành phần hoạt động chính của một máy gia tốc xạ trị th-ờng đ-ợc chia
thành 5 hệ thống sau: (1) Súng điện tử, (2) hệ thống tần số vô tuyến, (3) hệ thống thiết
bị phụ trợ, (4) hệ thống vận chuyển chùm tia, và (5) hệ thống theo dõi và chuẩn trực
chùm tia.
Súng điện tử là một nguồn sản sinh ra các electron. Hệ thống tần số vô tuyến đ-ợc
sử dụng để gia tốc các hạt, bao gồm một vài thành phần chính nh-: (1) nguồn vô tuyến.

Nguồn này có thể là nguồn magnetron hoặc một bộ phận lái tần số vô tuyến kết hợp với
một klytron, (2) một bộ điều chế phát ra các xung có công suất cao và chu kỳ ngắn để
vận hành súng điện tử và hệ thống phát tần số vô tuyến, (3) một số khối điều khiển,
định thời cho bộ điều chế, (4) ống dẫn sóng gia tốc, trong đó electron đ-ợc gia tốc, và
(5) một circulator cho phép truyền công suất vô tuyến chỉ từ nguồn tới ống dẫn sóng gia
tốc nh-ng không theo h-ớng ng-ợc lại.

Hệ thống phụ trợ bao gồm một hệ thống bơm chân không, hệ thống làm lạnh
n-ớc, hệ thống nén khí, hệ thống chất điện môi bằng gas để truyền vi sóng từ bộ phát
tần số vô tuyến tới ống dẫn sóng gia tốc và bảo vệ ngăn bức xạ dò. Hệ thống vận

chuyển chùm electron trong chân không từ ống dẫn sóng gia tốc tới bia hoặc lá tán xạ,
kết hợp với thiết bị lái từ tr-ờng và các thiết bị hội tụ. Hệ thống chuẩn trực và theo dõi

chùm tia đ-ợc đặt đầu điều trị, cung cấp hình dạng và theo dõi chùm tia X hoặc chùm
electron lâm sàng.
Sơ đồ khối của một máy gia tốc xạ trị đ-ợc minh hoạ ở hình 1. Sơ đồ này cho thấy
các thành phần và mối liên hệ giữa các bộ phận, tuy nhiên, có sự khác nhau đáng kể
giữa các máy tuỳ thuộc vào động năng của chùm electron cuối cùng cũng nh- thiết kế
đặc biệt của nhà sản xuất.

3


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 1: Sơ đồ khối của một máy gia tốc xạ trị
Chiều dài của ống dẫn sóng gia tốc phụ thuộc vào động năng chùm electron cuối
cùng và thay đổi từ 30cm ở 4 MeV tới 150cm ở 25 MeV. Tại các mức năng l-ợng
electron megavolt, các photon theo hiệu ứng phát bức xạ hãm tạo ra trong bia tia X đạt

đến giá trị đỉnh phía tr-ớc và chùm photon đ-ợc tạo ra theo h-ớng của chùm electron
đ-ợc tạo đập vào bia. Tất nhiên sự liên quan giữa ống dẫn sóng và gia tốc với bệnh
nhân trong các cấu hình điều trị đồng tâm.
Trong cấu hình đơn giản và thông th-ờng nhất, nh- minh hoạ ở hình 2 (a), súng
điện tử và bia tia X đ-ợc xếp thẳng hàng trực tiếp với sự đồng tâm của máy gia tốc để
tránh phải dùng hệ thống vận chuyển chùm tia. Chùm photon thẳng suốt từ đầu đến
cuối đ-ợc tạo ra và nguồn tần vô tuyến cũng đ-ợc gắn trong dàn quay.

4


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 2: Cấu trúc của các máy gia tốc xạ trị đồng tâm: (a) chùm tia đi thẳng: súng
điện tử và bia đ-ợc gắn cố định vào ống dẫn sóng gia tốc; (b) ống dẫn sóng gia tốc
trong dàn quay song song với trục đồng tâm, các điện tử đ-ợc bia qua hệ thống vận
chuyển chùm tia; (c) ống dẫn sóng gia tốc trong khung đỡ dàn quay.
Tuy nhiên vì lý do thực tế, đ-ờng đồng tâm của máy gia tốc tuyến tính không v-ợt
quá 130cm phía trên phòng điều trị khoảng cách từ nguồn tới tâm u trên trục (SAD)
th-ờng là 100cm. Nh- vậy rõ ràng là trong cấu hình này, chiều dài của ống dẫn sóng
gia tốc bị hạn chế ở 30cm, t-ơng ứng với động năng của electron là 4 hoặc 6 MeV với
súng điện tử và bia cố định đ-ợc gắn với ống dẫn sóng gia tốc, do đó không đòi hỏi sự
vận chuyển chùm tia hay đ-a ra sự lựa chọn xạ trị bằng electron .
ống dẫn sóng gia tốc đối với các mức năng l-ợng electron trung bình (8 tới 15
MeV) và cao (15 tới 30 MeV) hiển nhiên sẽ rất dài nếu gần đ-ờng ống đồng tâm trực

5


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

tiếp, bởi vậy chúng đ-ợc đặt trong dàn quay song song với trục quay của đàn quay,
hoặc trong khung đỡ của dàn quay. Sau đó, một hệ thống vận chuyển chùm tia đ-ợc sử
dụng để dẫn chùm electron từ ống dẫn sóng gia tốc tia X nh- đ-ợc minh hoạ ở hình 2

(b) và (c). Nguồn trong hai cấu hình này th-ờng đ-ợc gắn trong khung đỡ dàn quay.
II. Các mođun chính và các thành phần của nó trong máy gia tốc tuyến tính.
Các máy gia tốc tuyến tính hiện đại gồm một số các mođun và các thành phần chính.
Các mođun chính trong máy gia tốc tuyến tính bao gồm dàn quay, khung đỡ, buồng điều
khiển và gi-ờng điều trị. Một số máy còn có tủ điều chế.

Hình 3 xác định các thành phần chính chứa trong khung đỡ và dàn quay của máy gia
tốc tuyến tính năng l-ợng cao. Khung đỡ đ-ợc bắt chặt xuống sàn và dàn quay có thể về
hai phía trên khung đỡ. Cấu trúc gia tốc đ-ợc đặt trong dàn quay, quay quanh trục nằm
ngang đ-ợc cố định bởi khung đỡ.
Các thành phần chính chứa trong khung đỡ nh- sau:

1. Klystron (hoặc magnetron): là một loạt các khoang vi sóng đặt trên đỉnh để
chứa dầu cách ly và cung cấp một nguồn vi sóng để gia tốc các electron .

2. ống dẫn sóng: mang nguồn công suất vi sóng này tới cấu trúc gia tốc trong giàn
quay.

3. Circulator: một thiết bị đ-ợc đ-a vào ống dẫn sóng gia tốc để cách ly klytron
khỏi các sóng vi ba phản xạ lại từ cấu trúc gia tốc.

4. Hệ thống làm mát n-ớc: sẽ làm mát các thành phần khác nhau bằng cách giải
phóng năng l-ợng nhiệt và thiết lập sự ổn định nhiệt độ và vận hành đối với cấu trúc gia
tốc.
Các thành phần chính trong dàn quay là:

1. Cấu trúc gia tốc: một loạt các khoang vi sóng đ-ợc cấp năng l-ợng bởi nguồn vi
sóng đ-ợc cung cấp bởi klystron qua ống dẫn sóng.

2. Súng điện tử: (hoặc catốt): Cung cấp nguồn electron đ-a vào ống dẫn sóng.

6


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 3: Sơ đồ mặt cắt một máy gia tốc tuyến tính năng l-ợng cao cho xạ trị (các
thành phần bên trong chứa trong khung đỡ và dàn quay)
3. Từ tr-ờng uốn: uốn các electron phát ra từ cấu trúc gia tốc quanh một đ-ờng
vòng nhằm hội tụ chùm electron trên bia để tạo ra các tia X hoặc sử dụng chùm
electron trực tiếp cho điều trị.

4. Đầu điều trị: bao gồm thiết bị định dạng và theo dõi chùm tia.
5. Bộ chặn chùm tia: nhằm giảm các yêu cầu về che chắn phòng đối với chùm tia
tán xạ từ bệnh nhân và có thể kéo ra từ phía chân dàn quay.

6. Tủ điều chế: chứa các thành phần phân bố và điều kiện nguồn điện sơ cấp tới
tất cả các vị trí của máy từ các kết nối, cung cấp các xung cho việc phun chùm tia và
cho phát công suất vi sóng.

7. Bàn điều khiển (hình 4) là trung tâm hoạt động của máy gia tốc tuyến tính. Nó
cấp xung định thời để khởi động mỗi xung bức xạ. Nó theo dõi các số hoạt động chính
của máy gia tốc tuyến tính, bao gồm cả liệu điều trị cho mỗi bệnh nhân. Việc điều trị sẽ
không thể tiến hành khi các thông số điều trị v-ợt quá giới hạn đã đ-ợc thiết lập tr-ớc.

7


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Bên cạnh các mođun và thành phần chính còn có một số hệ thống phụ trợ, bao
gồm: hệ thống phụ trợ, bao gồm: hệ thống chân không và áp lực n-ớc, điều khiển nhiệt
độ, tự động điều khiển tần số (AC), theo dõi và điều kiện bức xạ.

Hình 4: Bàn điều khiển máy gia tốc tuyến tính gồm có một hoặc nhiều máy tính
và các thiết bị hiển thị. Tại bàn điều khiển, các nhà trị liệu khởi động theo dõi và điều
khiển việc điều trị. Các màn hình hiển thị quan sát bệnh nhân và máy gia tốc. Hệ thống
l-u trữ, kiểm tra theo dõi các thông số điều trị bệnh nhân.
III. ống dẫn sóng gia tốc
ống dẫn sóng là cấu trúc kim loại đ-ợc rút hết hoặc điền đầy khí, có hình chữ
nhật hoặc tròn đ-ợc sử dụng để truyền sóng vi ba. Sự truyền sóng vi ba qua ống dẫn
sóng tuân theo ph-ơng trình Maxwell và các điều kiện biên tại các bờ kim loại, trong
đó, các thành phần tiếp tuyến của điện tr-ờng và các thành phần pháp tuyến của từ
tr-ờng là bằng 0. Loại ống dẫn sóng đơn giản nhất là ống kim loại hình trụ đ-ợc rút hết
điện đầy bằng chất điện dung môi đồng nhất, ví dụ: SF6 hoặc freon (freon là chất làm
lạnh dùng trong các thiết bị làm lạnh).
Các ống dẫn sóng đồng nhất có ý nghĩa rất quan trọng trong các hệ thống thông
tin và cũng đ-ợc sử dụng trong máy gia tốc tuyến tính để truyền công suất vi sóng từ
8


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

nguồn tần số vô tuyến tới ống dẫn sóng gia tốc. Tuy nhiên, các ống dẫn sóng đồng nhất
đơn giản không đ-ợc sử dụng để gia tốc các điện tử trong máy gia tốc tuyến tính. Ta

biết rằng, vận tốc pha vpha là vận tốc của các mẫu điện tr-ờng (electric field patterms),
trong một ống dẫn sóng đồng nhất v-ợt quá c, là vận tốc ánh sáng chân không, Vpha > c.
Do điều kiện cần thiết để gia tốc hạt trong máy gia tốc tuyến tính là vận tốc hạt Vhạt
phải bằng vận tốc Vpha, Vhạt = Vpha và vận tốc hạt không thể v-ợt quá c, nên rõ ràng sự
gia tốc không thể thực hiện đ-ợc khi Vpha>c.
Các loại ống dẫn sóng phức tạp hơn, gọi là ống dẫn sóng tải (loadedwaveguides)
có thể thu đ-ợc từ các ống dẫn sóng đồng nhất bằng cách thêm vào các lỗ thủng
(perturbation) dọc theo mẫu điện tr-ờng. Loại ống dẫn này đ-ợc sử dụng trong tr-ờng
hợp bộ phát và bộ khuếch đại tần số cao và để gia tốc điện tử trong máy gia tốc tuyến
tính.
Loại ống dẫn sóng tải đơn giản nhất thu đ-ợc từ một ống dẫn sóng hình trụ đồng
nhất bằng cách thêm vào một số các đĩa với các lỗ tròn tại tâm đặt dọc theo ống. Các
đĩa này chia ống dẫn sóng thành một loạt các khoang hình trụ, các khoang này tạo
thành cấu trúc cơ bản của ống dẫn sóng gia tốc. Hầu hết các máy gia tốc tuyến tính
dùng trong y tế hiện nay thông th-ờng có đ-ờng kính khoảng 10cm và chiều dài 2,5
đến 5cm. Các khoang này dùng cho hai mục đích: (1) để ghép nối với phân bố công
suất vi sóng giữa các khoang liền kề và (2) cung cấp mẫu điện tr-ờng thích hợp với vpha
< c để gia tốc các electron.
Các mode truyền sóng đ-ợc phân loại bởi các mẫu tr-ờng mà chúng thiết lập bên
trong ống dẫn sóng. Có hai mode cơ bản: điện tr-ờng ngang (TE), và ng-ợc lại, nếu
điện tr-ờng hoàn toàn là từ tr-ờng ngang (TM). Do đó, chỉ có mode TM là thích hợp để
gia tốc các điện tử một cách hiệu quả trong một ống dẫn sóng gia tốc đĩa chịu tải (dikloaded accelerating waveguide).

9


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 5: Mẫu điện tr-ờng chạy và sự phân bố điện tích tại một khoảng thời gian
trong một mặt phẳng chứa trục của ống dẫn sóng hình trụ: (a) ống dẫn sóng đồng nhất

và (b) ống dẫn sóng đĩa tải (dik-loaded)
Hình 5 minh hoạ các mẫu điện tr-ờng chuyển và sự phân bố điện tích (a) đối với
một ống dẫn sóng đồng nhất và (b) một ống dẫn sóng đĩa tại một khoảng thời gian
trong một mặt phẳng chứa trục của ống hình trụ này sẽ đ-ợc gia tốc bởi điện tr-ờng
chuyển động, tuy nhiên chúng có thể theo dạng điện tr-ờng chỉ trong hình (b) đối với
Vpha < c.
Hai loại ống dẫn sóng gia tốc đã đ-ợc phát triển cho máy gia tốc điện trên là: cấu
trúc sóng chạy và cấu trúc sóng đứng. Chúng đ-ợc minh hoạ t-ơng ứng trên l-ợc đồ

hình 6 (a) và (b).
Trong cấu trúc sóng chạy, sóng vi ba đi vào ống dẫn sóng từ phía súng
điện tử và truyền năng l-ợng cao đến cuối ống dẫn sóng, nơi nào mà chúng ta bị
hấp thụ không bị phản xạ hoặc phản hồi lại đầu của ống dẫn sóng g ia tốc. Nhminh hoạ ở hình 5 (b ), biểu thị một cấu trúc chạy , trong một cấu trúc sống chạy
chỉ một l-ợng bốn khoang là thích hợp tại một thời điểm để gia tố c điện tử,
cung cấp điện tr-ờng theo h-ớng truyền sống.
10


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 6: Sơ đồ (a) ống dẫn sóng gia tốc chạy và (b) ống dẫn sóng gia tốc sóng dừng. Sóng
điện tử vế ở bên trái, tiếp xúc với ống dẫn sóng gia tốc.
Trong cấu trúc sóng đứng, tại mỗi đầu của ống dẫn sóng gia tốc đ-ợc giới hạn
bằng một đĩa dần phản hồi công suất vì sóng với sự thay đổi pha /2, kết quả là sự tập
hợp các sóng đứng trong ống dẫn sóng. Trong cấu hình này, tại tất cả các thời điểm,
mọi khoang chắn đều không mang điện tr-ờng nên không tạo nên sự khuyếch đại năng
l-ợng điện tử. Do đó, các khoang này chỉ làm việc nh- các khoang nối ghép và có thể
chuyển dịch ra khỏi mép của ống dẫn sóng nên làm giảm đáng kể kích th-ớc ống dẫn
sóng (khoảng 50%), nh- minh hoạ ở sơ đồ hình 6 (b). Nối ghép ở mép ống đ-ợc thực
hiện bởi nối ghép dẫn qua các khe ngoại biên giữa các khoang liền kề. Tại cuối mỗi

xung RF, sự dao động trong hệ thống sóng đứng suy giảm qua sự mất mát trong nối
ghép. Các điện tử trong các khoang nối ghép. Các điện từ đ-ợc gia tốc bởi thành phần
sóng đứng chạy theo h-ớng truyền điện tử. Sự nối ghép tiết kiệm chiều dài là rất cần
thiết đối với các ống dẫn sóng gia tốc 4 và 6 MeV, các ống này đ-ợc ngăn trong cấu
hình truyền thẳng, nh- minh hoạ ở hình 2(a). Ng-ợc lại với ống dẫn sóng chạy, trong
ống dẫn sóng đứng nguồn vi sóng RF có thể đ-ợc cung cấp ở bất kỳ điểm thuận lợi

11


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

nào của ống dẫn sóng gia tố, th-ờng trực tiếp trong một khoang nối ghép, nh- minh hoạ
ở hình 6 (b).
Không có loại ống dẫn sóng nào trong hai loại trên là có -u điểm hơn hẳn loại kia.
Mặt khác, sự nối ghép cạnh của các khoang này trong các cấu trúc sóng đứng rút ngắn
chiều dài của ống dẫn sóng đáng kể so với cấu trúc sóng chay. Hơn nữa, trong cấu trúc
sóng đứng biên độ điện tr-ờng không đổi, trong khi hệ thống sóng chạy, biên độ điện
tr-ờng bị suy giảm khi sóng truyền từ súng điện tử đ-ợc gia tốc. Bởi vậy, đối với mức
năng l-ợng đỉnh vi sóng cần thiết nhất định (th-ờng là 2,5 MW), một cấu trúc cao hơn
(th-ờng là 20 MeV/m) so với cấu trúc chạy (th-ờng là 5 MeV/m).
Các mức công suất cao hơn sẽ tạo ra MeV/m cao hơn. Mặt khác, cấu trúc sóng
dừng đòi hỏi công suất RF trung bình cao hơn (th-ờng là 25%) so với cấu trúc sóng
chạy vì cần có thời gian lấy đầy cần thiết để tạo ra đ-ợc sống đứng ổn định trong ống
dẫn sóng gia tốc electron.
IV. Súng điện tử
Có hai loại súng điện tử đ-ợc sử dụng làm nguồn điện tử trong các máy gia tốc
xạ trị: diode và triode. Nh- đ-ợc trình bày trong hình 7 , cả hai loại đều chứa cathode
đ-ợc đốt nóng và anốt đ-ợc đục lỗ, nối đất, trong súng điện tử ba cực còn có một l-ới.
Các điện tử đ-ợc phát ra từ các cathode nung nóng, hội tụ thành một chùm tia hình bút

chì bằng một điện cực hội tụ cong và đ-ợc gia tốc về phía anode đục lỗ, đi qua đó để đi
vào ống dẫn sóng gia tốc. Cathode bị nóng lên trực tiếp hoặc gián tiếp và chúng làm
cho các diện tích nằm trong một vùng bị giới hạn thoát ra khỏi vùng giới hạn đó. Sự lựa
chọn này phụ thuộc vào tiêu chí thiết kế đặc biệt với chùm điện tử cần đạt trong ống
dẫn sóng gia tốc.

12


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 7: Sơ đồ khối của hai súng điện tử (a) loại hai cực (b) loại ba cực.Súng điện tử
đ-ợc đặt tiếp xúc với ống dẫn sóng gia tốc sóng đứng.
Tr-ờng tĩnh điện đ-ợc sử dụng để gia tốc điện tử trong súng điện tử hai cực, đ-ợc
cung cấp trực tiếp bộ điều chế xung d-ới dạng một xung âm tới cathode. Trong súng
điện tử ba cực , cathode đ-ợc giữ ở điện thế âm tĩnh (th-ờng là -20 kV), đ-ợc quyết
định bởi năng l-ợng điện tử cần thiết ban đầu. tại lối vào ống dẫn sóng. Nh- đã biết,
các điện tử phun vào cần phải đáp ứng điều kiện bắt giữ. Ví dụ, chiếm đ-ợc năng l-ợng
đủ lớn, để đ-ợc gia tốc một tr-ờng RF không đ-ợc điều chế. L-ới của súng ba cực
th-ờng đ-ợc giữ ở điện áp âm hiệu quả với cathode để ngắt dòng điện tới anode. Sự
phun điện tử vào ống dẫn sóng gia tốc đ-ợc điều khiển bằng xung cung cấp cho bộ phát
vi sóng. Điện áp trong khoảng -150V tới +180V t-ơng ứng với điện áp cathode đặt vào
l-ới để điều khiển dòng súng điện tử. Tại điện áp -150V, không có điện tử nào tới đ-ợc
anode. Tuy nhiên, khi điện thế cathode trở nên d-ơng hơn, súng điện tử bắt đầu cung
cấp điện cathode trở nên d-ơng hơn, súng điện tử bắt đầu cung cấp điện tử cho ống dẫn
sóng gia tốc, điện áp d-ơng lớn hơn trên l-ới sẽ t-ơng ứng với điện áp cathode, dòng
của súng điện từ sẽ lớn hơn..
V. Nguồn phát công suất vô tuyến
Các điện tử đ-ợc gia tốc trong ống dẫn sóng gia tốc bằng cách truyền năng l-ợng
từ các tr-ờng RF công suất cao, các tr-ờng này đ-ợc thiết lập trong ống dẫn sóng gia

tốc bởi các bức xạ vi sóng. Bức xạ này đ-ợc tạo ra bởi các bộ phát tần số vi sóng, đó là
13


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

magnetron và klystron: các thiết bị này sử dụng sự gia tốc giảm tốc điện tử trong chân
không để tạo tra các tr-ờng RF công suất cao. Cả hai đều sử dụng sự phát xạ nhiệt của
điện tử khối cathode nung nóng và gia tốc điện tử về phía anode trong một tr-ờng tĩnh
điện dạng xung, tuy nhiên nguyên tắc thiết kế chúng th-ờng khác nhau Magnetron là
một nguồn RF công suất lớn cần để gia tốc điện tử, tron khi đó klystron là một bộ
khuyếch đại công suất thấp đ-ợc tạo ra bởi một bộ tạo dao động RF và th-ờng đ-ợc
nhắc đến nh- là RF driver.

V.1. Magnetron.
Magnetron là một ống chân không hai cực với cathode hình trụ đ-ợc bao quanh
bởi một anode này gồm một mảnh đối xứng các khoang cộng h-ởng d-ợc nối ghép
chặt, nh- hình minh hoạ ở hình 8. Các khoang này dao động theo ph-ơng thức cơ bản ở
một tần số xác đinh theo h-ớng thiết kế. Tất cả thiết bị đ-ợc đặt trong một từ tr-ờng
đồng nhất đ-ợc cung cấp bởi các c ực của nam châm cố định. Cathode hình trụ đ-ợc
nung nóng bởi một sợi đốt và các điện tử phát ra sự phân bố điện tích thêm vào, sự phân
bố điện tích này tạo ra một điện tr-ờng của tần số vi sóng giữa mỗi phần của anode.
D-ới ảnh h-ởng của điện tr-ờng và từ tr-ờng, các điện tử đi theo đ-ờng xoắn ốc
từ annode. Sự dao động của các khoang anode. Sự dao động của các khoang anode cộng
h-ởng tạo nên sự gia tốc và giảm tốc các điện tử, nhóm chúng thành cụm và chuyển tới
60% động năng vào công suất vi sóng. Đầu ra đ-ợc đ-a vào một trong các khoang để
nối ghép công suất RF vi sóng từ nguồn magnetron tới ống dẫn sóng để ống này
truyền công suất tới ống dẫn sóng gia tốc.
Công suất đỉnh đ-ợc tạo ra từ nguồn magnetron đ-ợc xác định bởi sự xuất phát xạ
điện tử cathode có thể đ-ợc tạo ra từ magnetron. Tuy nhiên, anode cần phải đ-ợc làm

lạnh bằng n-ớc và sức nóng làm ăn mòn anode sẽ làm hạn chế công suất trung bình cần
đ-ợc phát ra từ một nguồn magnetron.

14


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 8 : Một ống công suất vi sóng magnetron.
V.2. Klystron
Klystron hoạt động nh- một bộ khuyếch đại công suất vô tuyến (RF), giống nhmagnetron, sử dụng sự gia tốc điện tử để tạo ra sóng vi ba với mức công suất đỉnh là 7
MV hoặc cao hơn. Các điện tử đ-ợc tạo ra từ sợi cathode nung nóng và đ-ợc gia tốc về
phía các khoang tiếp đất bằng cách đặt một xung điện áp âm và cathode. Xung này phát
ra từ bộ điều chế và các điện tử đ-ợc gia tốc đi qua hai khoang cộng h-ởng nh- minh
hoạ ở hình 9.
Khoang đầu tiên là khoang tạo búi lại (buncher cavity), khoang này đ-ợc kích
thích bằng một tạo dao động công suất thấp (RF driver), khoang này đ-ợc kích thích
bằng một bộ tạo dao động công suất thấp (RF driver) và khoang thứ hai là khoang bẫy
điện tử (catcher cavity), khoang này phát ra nguồn RF công suất đ-ợc tạo ra trong
klytron.
Khi điện tử đi qua lỗ hổng trong khoang tạo búi lại, chúng hoặc là đ-ợc gia tốc
hoặc đ-ợc giảm tốc bởi từ tr-ờng RF dao động đ-ợc phát ra bởi RF driver. Do đó,
một dòng điện tử đều đặn đ-ợc biến đổi thành một dòng điện tử với một tần số đ-ợc
xác định bởi tần số cộng h-ởng của khoang tạo bởi điện tử. Nếu khoang bẫy điện tử có
cùng tần số cộng h-ởng với khoang tạo búi điện tử và các điện tử này sẽ truyền năng
15


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

l-ợng của chúng một cách hiệu quả tới tr-ờng RF của khoang bẫy điện tử. Phần động
năng còn lại của điện tử đ-ợc đ-a ra trực tiếp vào nơi xử lý năng l-ợng thừa chùm tia,
hầu hết trong số đó đ-ợc chuyển thành bức xạ hãm, bức xạ này có thể gây nguy hiểm.
Do đó cần có một lớp chắn để bảo vệ khỏi bức xạ này, các ống klystron cần đ-ợc tạo
ra bởi klystron đ-ợc chuyển tới ống dẫn sóng gia tốc qua một ống truyền nén áp lực.

Hình 9: Sơ đồ mặt cắt của một klytron
V.3. So sánh giữa magnetron và klsytron
Lựa chọn magnetron và klystron khi nguồn công suất vô tuyến trong máy gia tốc
tuyến tính đôi khi là bất kỳ. Nói chung, các máy gia tốc tuyến tính năng l-ợng thấp (48 MeV) th-ờng có xu h-ớng dùng nguồn magnetron, nguồn này hoạt động tại mức
công suất đỉnh là 3MV. Nếu so sánh với klystron thì magnetron nhỏ hơn, vận hành ở

16


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

điện áp thấp hơn, không cần một tín hiệu RF driver ở đầu vào. Magnetron có thể đ-ợc
gắn ngay trên dàn quay gần với ống dẫn sóng gia tốc, tạo nên sự truyền công suất từ
nguồn tần số vô tuyến (RF) tới ống dẫn sóng gia tốc t-ơng đối đơn giản. Một điểm nữa của
magnetron so với klystron là giá thành thấp hơn nh-ng chúng lại kém ổn định hơn.
Mặt khác, klystron th-ờng đ-ợc sử dụng với các máy gia tốc năng l-ợng cao,
trong đó các mức năng l-ợng đỉnh là 5 MW hoặc hơn cần để gia tốc điện tử. Tuy nhiên,
khi so sánh với magnetron, klystron to hơn, vận hành ở điện áp cao hơn, cần một tín
hiệu đầu vào RF driver và cần đ-ợc gắn trong một bể chứa dầu cách ly. Các đặc điểm
này khiến cho klystron không thể gắn lên dàn quay và cần đ-ợc đặt trong khung đỡ giá
quay đ-ợc đặt trong khung đỡ giàn quay. Một khớp nối RF quay đ-ợc nối liền giữa
dàn quay với khung đỡ dàn quay đ-ợc dùng để truyền công suất vi sóng từ klystron tới
ống dẫn sóng gia tốc trong dàn quay.
Công suất RF cần để gia tốc điện tử tới các mức năng l-ợng MeV th-ờng vào

khoảng vài MW, hiển nhiên là tránh sự hoạt động liên tục của máy gia tốc. Tuy nhiên,
chu kỳ công suất là 10-4 tới 10-3 là hiệu quả để tạo ra dòng chùm điện tử cần thiết
nhằm đạt tới suất liều phonton vào khoảng vài trăm cGy/phút ở máy gia tốc tuyến tính
đồng tâm.
VI. Vận chuyển chùm electron
Hệ thống vận chuyển chùm electron theo một h-ớng hẹp ống dẫn đ-ợc hút chân
không và từ tr-ờng uốn, chúng đ-ợc sử dụng để vận chuyển chùm tia điện tử từ ống dẫn
sóng gia tốc tới bia tia X hoặc tới cửa sổ ra đối với xạ trị bằng chùm electron. Tuy
nhiên còn hai thành phần nữa là cuộn lái tia và cuộn hội tụ đ-ợc lắp đặt trong ống dẫn
sóng, chúng cũng th-ờng đ-ợc nối với hệ thống vận chuyển chùm electron.

VI.1. Cuộn lái tia
Các điện tử khi đi qua buồng tăng tốc d-ới ảnh h-ởng của điện tr-ờng sóng cao
tần sẽ không chuyển đổi một cách chính xác dọc theo trục đ-ợc bởi vì một mặt do
không có sự hoàn hảo về buồng gia tốc và súng điện tử, mặt khác do tác động của các

17


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

điện từ tr-ờng ngoài khác nhau từ tr-ờng của trái đất, các thành phần cấu trúc khác của
thiết bị, thậm chí của các công trình xây dựng.
Do ảnh h-ởng của tác động đó, chùm điện tử phải đ-ợc lái một cách chủ động qua
hệ thống và điều này đ-ợc thể hiện bằng cách sử dụng 2 cuộn dây l-ỡng cực vuông góc
và tạo thành các cặp cuộn lái tia đ-ợc sắp xếp nh- trên hình 10. Sau khi các điện tử
đ-ợc gia tốc gần đến năng l-ợng cực đại thì một cặp cuộn lái thứ hai đ-ợc sử dụng để
h-ớng dẫn chùm tia chính xác vào bia tia - X hoặc cửa sổ mỏng.

Hình 10: Bộ phận phát chùm tia

Cả h-ớng và vị trí của chùm tia đập vào bia tia- X sẽ ảnh h-ởng đến phân bố liều
l-ợng trong chùm tia. Để ổn định sự phân bố liều l-ợng này thì nguồn cung cấp năng
l-ợng cho các cuộn lái tia phải đ-ợc đạt giá trị tối -u và sau đó phải đ-ợc khống chế
một cách liên tục bằng những tín hiệu chuẩn từ một phần tử cảm biến đặc biệt trong
bức xạ. Nguyên lý này đ-ợc điều khiển bằng một hệ thống chế ngoài để điều chỉnh sự
không đồng nhất của chùm tia.
18


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

VI.2. Cuộn hội tụ
Khi các điện tử gia tốc qua ống dẫn, chúng có xu h-ớng bị phân kỳ. Có một thành
phần nhỏ xuyên tâm còn mỗi điện tử riêng lẻ có cùng điện tích sẽ đẩy khác nhau. Khi
các điện tử đạt đến một xung l-ợng nào đó thì hiệu ứng phân kỳ ở các lực này sẽ giảm
đi, lực xuyên tâm đó các điện tr-ờng gây ra vẫn không đổi nh-ng xung l-ợng của chùm
tia tăng và ổn định hơn làm cho sự phân kỳ giảm dần. Hơn nữa khi các điện tử đạt gần
đến tốc độ của lực hấp dẫn từ tr-ờng thì giữa những điện tử trong chùm tia sẽ chống lại
các lực phân kỳ. Điện tr-ờng hội tụ đ-ợc cung cấp bởi một chuỗi các cuộn nam châm
điện và nó tác dụng lên các điện tử. Hình 11 là sơ đồ một hệ thống hội tụ mức độ đơn
giản nhất. Hệ thống hội tụ này bản thân nó không phải là nguyên nhân gây ra sự hội tụ
mà hệ thống này chỉ là nguyên nhân gây ra sự hội tụ tại những điểm có thể là trong
hoặc ngoài cuộn dây . Trên hình 11 ta thấy hai điện tử phân kỳ trên đoạn chuyển động
ban đầu trong những tr-ờng chuyển của cuộn dây, điện tử ở trên chuyển động theo
đ-ờng xoắn ốc cùng chiều kim đồng hồ nh-ng điện tử ở phía d-ới thì thành phần trực
tuyến của vận tốc là ng-ợc chiều với điện tử ở trên nó chuyển động với quỹ đạo xoắn
ốc nh-ng ng-ợc chiều nh-ng ng-ợc chiều với kim đồng hồ. Cả hai điện tử cùng pha,
cùng tần số xoắn ốc vì thế sau một vòng xoắn sẽ tiếp tục và các điện tử sẽ đ-ợc hội tụ.
Điểm hội tụ chính xác phụ thuộc vào c-ờng độ dòng điện tr-ờng, vận tốc của điện tử,
c-ờng độ sóng cao tần (thành phần liên quan tới điện tr-ờng xuyên tâm) và chiều dài

của ống dẫn sóng gia tốc.
Các cuộn dây hội tụ là đồng trục với ống dấn sóng và vở n-ớc làm nguội. Để thoả
mãn yêu cầu c-ờng độ dòng điện tr-ờng lớn hơn tại phía đầu năng l-ợng thấp, ng-ời ta
tăng thêm số vòng dây trên đơn vị của chiều dài ở đầu này (hình 8) hoặc tăng số cuộn dây
đ-ợc phân bố trên một hàng dọc theo cùng một h-ớng, trong tr-ờng hợp này vì dòng điện
trong từng cuộn dây riêng đặc biệt nên điện tr-ờng của nó trong mỗi cuộn có thể điều
khiển riêng biệt.

19


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 11: Hoạt động của cuộn hội tụ
Đối với điện tr-ờng lái tia đầu ống, thực hiện 2 chức năng có liên quan : một là
ngăn dòng điện tử khỏi sự phân kỳ và đập vào ống dẫn sóng còn chức năng thứ hai là
tái tạo chùm điện tử theo tiết điện có kích th-ớc nh- yêu cầu. Trị số chính xác của dòng
điện trong các cuộn dây đ-ợc xác định theo kinh nghiệm, cần phải có độ ổn định rất
cao và phải chịu đ-ợc theo dõi sao cho máy gia tốc tự động tắt khi dòng điện của nó ra
khỏi phạm vi cho phép. Bởi vì nếu phạm vi cho phép thì sẽ sai chức năng, điều chỉnh
sai sẽ dần kết quả là phát sinh ra tia X không mong muốn do các điện tử đập vào vỏ
ống dẫn sóng gia tốc, nó sẽ làm thay đổi bất th-ờng về phân bố liều l-ợng trong chùm
bức xạ hiệu dụng. Do hình dạng của cuộn dây hội tụ liên quan tới ống dẫn sóng gia tốc
nên nó phải đ-ợc đặt cố định với ống dẫn sóng.

VI.3. Từ tr-ờng uốn.
Từ tr-ờng uốn tạo thành một phần bên trong của hệ thống vận chuyển chùm
electron trong máy gia tốc tuyến tính tại các mức năng l-ợng trên 6 mev, trong đó các
ống dẫn sóng gia tốc là quá dài đối với cấu trúc chùm tia đi thẳng. Do đó, nh- minh hoạ ở
hình 4(b), ống dẫn sóng gia tốc đ-ợc gắn song song với trục quay của dàn quay chùm

electron cần phải đ-ợc uốn cong để tới đập vào bia tia X hoặc chùm electron đi qua cửa sổ.

20


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Có ba hệ thống uốn chùm electron đi qua cửa sổ. Có ba hệ thống uốn chùm electron đ-ợc
minh hoạ ở hình 12, đó là: (1) uốn góc 900, (2) uốn góc 2700, và (3) uốn góc 112,50.

Hình 12: Sơ đồ của ba hệ thống uốn chùm electron: (a) uốn góc 900, (b) uống góc 2700,
(c) hệ thống thích hợp từ tr-ờng 450 và từ tr-ờng 112,50.
Hệ thống uốn góc 900 là đơn giản nhất trong hệ thống. Tuy nhiên, vì từ tr-ờng uốn
góc 900 hoạt động nh- một phổ kế, trong đó electron năng l-ợng cao trong phổ của
chùm electron sẽ đ-ợc uốn ít hơn các electron mang năng l-ợng thấp, nên tiêu điểm bia
bị kéo dài ra theo dọc tạo nên một hình elip.
Các điện tử xuất hiện từ ống gia tốc đi vào ống dẫn sóng và vào một tổ hợp chân
không phẳng đ-ợc đặt giữa các điện cực phẳng song song của một từ tr-ờng l-ỡng cực.
Đối với loại máy phát một mức năng l-ợng photon thì từ tr-ờng này có thể coi là một
nam châm vĩnh cửu, nh-ng thông th-ờng một máy có thể phát nhiều mức năng l-ợng
nên điện tr-ờng sử dụng cần nhiều mức năng l-ợng điện tr-ờng cần đ-ợc sử dụng cần

21


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

nhiều mức năng l-ợng khác nhau để uốn một cách chính xác chùm tia điện tử. Bán kính
cong của chùm tia hoạt động nh- một phổ kế năng l-ợng. Khi năng l-ợng của điện tử
càng cao thì phổ càng nhỏ và ng-ợc lại, vì vậy phải giữ cho cả điện tr-ờng và năng

l-ợng của chùm điện tử ổn định.
Trên hình 13 cho thấy nếu một điện tử chuyển động theo quãng đ-ờng dài hơn sẽ
bị uốn cong nhiều hơn trong điện tr-ờng ( đ-ờng đứt nét), còn điện tử chuyển động
theo quỹ đạo ngắn hơn sẽ bị uốn cong ít hơn (đ-ờng liền nét). Hai điện tử này sẽ đ-ợc
hội tụ tại một điểm nh-ng khi chúng rời khỏi hệ từ tr-ờng uốn sẽ chuyển động theo
các h-ớng phân kỳ. Cho nên điều quan trọng là phải lái chùm tia một cách chính xác
vào buồng uốn con theo đúng cả vị trí lẫn h-ớng.

Hình 13: Uốn chùm tia góc 900 trong mặt phẳng quỹ đạo của electron
Hệ thống uốn góc 2700 là tiêu sắc (achromatic), cung cấp các electron với đ-ờng
đi dài trong từ tr-ờng. Nó hội tụ lại sự trải phổ electron, trải phổ trực tiếp và cho một
tiêu điểm nhỏ nếu nh- bia tia X đ-ợc đặt ở trung tâm của tr-ờng uốn. Một vài thiết kế
đã có trên thị tr-ờng hiện nay, một số dựa trên các khối từ tr-ờng đơn, số khác lại dựa
trên khối từ tr-ờng đa. Hầu hết các hệ thống phù hợp với năng l-ợng chùm tia, nó sẽ bỏ
đi các electron không nằm trong 5% năng l-ợng tia danh định.
Hệ thống góc 112,50 (hệ thống slalom) có nhiều -u điểm hơn hệ thống uốn 900 và
2700. Cả hai hệ thống uốn góc 900 và 2700 đều không thật là lý t-ởng vì hệ thống uốn

22


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

góc 900 sẽ có hiện t-ợng tán xạ, còn hệ thống uốn 2700 thì làm cho đầu máy phải nâng
cao hơn. Hệ thống uốn góc 112,50 sẽ khắc phục đ-ợc hạn chế này. Hệ thống bao gồm 3
phần mà các điện tử nó sẽ đi qua và đ-ợc uốn. Phần thứ nhất làm lệch các điện tử một
góc 450 và và đóng vai trò nh- một phổ kế, các điện tử có năng l-ợng lớn sẽ đ-ợc làm
chênh lệch một góc nhỏ hơn 450 còn các điện tử có năng l-ợng lớn sẽ đ-ợc làm lệnh
một góc lớn hơn 450. Sau đó các điện tử sẽ đi vào phần uốn thứ hai và cũng đ-ợc làm
lệch một 450 nh-ng theo chiều ng-ợc lại trong quá trình này điện tử bắt đầu đ-ợc hội

tụ. Phần uốn cuối cùng với một góc 112.50 sẽ hoàn thiện việc hội tụ năng l-ợng sao cho
toàn bộ các điện tử sẽ xuất hiện tại cùng một h-ớng. Chùm tia hội tụ sẽ đập vào bia tia X với tiết diện khoảng 2mm.
VII. Đầu điều trị máy gia tốc tuyến tính
Các electron, phát ra từ súng điện từ, đ-ợc gia tốc trong ống dẫn sóng gia tốc và
sau đó đ-ợc mang, d-ới dạng một chùm tia hình bút chì, qua hệ thống vận chuyển
chùm tới đầu điều trị máy gia tốc, trong đó các photon và chùm electron lâm sàng đ-ợc

Hình 14 : Đầu điều trị một gia tốc tuyến tính
tạo ra. Nh- minh hoạ ở hình 15, đầu điều trị máy gia tốc tuyến tính gồm vài thành
phần, các thành phần đó ảnh h-ởng đến việc hình thành, tạo dạng, định vị và theo dõi
chùm tia lâm sàng.

23


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 15: Sơ đồ mặt cắt đầu điều trị của một máy gia tốc tuyến tính cho chùm
photon và electron
Các thành phần quan trọng trong đầu điều trị máy gia tốc tuyến tính thế hệ thứ tvà thứ năm gồm một vài bia tia X có thể rút vào, các bộ lọc phẳng chùm tia và các cuộn
lái chùm tia electron, các collimator sơ cấp và thứ cấp thích hợp, các buồng ion cho
phép truyền qua, đèn xác định tr-ờng chiếu, một bộ đo xa, các nêm có thể rút vào tuỳ
chọn và một collimator đa lá tuỳ chọn. Hầu hết các thành phần này là phổ biến chùm
electron, photon và một số chùm tia khác ngoài hai chùm này. Các chùm photon lâm
sàng đ-ợc tạo ra với các bộ lọc phẳng/ bia kết hợp. Các chùm electron lâm sàng đ-ợc
tạo ra từ việc thu bia vào và bộ lọc phẳng từ chùm tia hình bút chì hoặc tán xạ chùm tia
hình bút chì có từ tính để bao phủ toàn bộ tr-ờng chiếu cho điều trị. Các applicator
đ-ợc dùng để định dạng chùm electron.

Hình 16 minh hoạ các thành phần chính của đầu điều trị máy gia tốc tuyến tính sử

dụng (a) chùm photon và (b) chùm electron. Mỗi năng l-ợng chùm tia của nó và các bộ
lọc tán xạ đơn hoặc kép t-ơng ứng. Các bộ lọc phẳng và các bộ lọc tán xạ đ-ợc ngăn có
khe tr-ợt để dễ dàng đặt vào vị trí chùm tia theo yêu cầu.

24


Viện Vật lý Kỹ thuật Luận án thạc sĩ

Hình 16: Sơ đồ các thành phần chính trong đầu điều trị máy gia tốc tuyến tính xạ
trị: (a) đối với chùm photon với bia và bộ lọc phẳng trong chùm tia và (b) đối với chùm
electron với lá tán xạ trong chùm tia.
Các collimator sơ cấp hạn chế kích th-ớc tr-ờng cực đại đối với xạ trị dùng chùm
tia X. Kích th-ớc tr-ờng điều trị đ-ợc xác định bởi collimator thứ cấp, collimator này
gồm bốn khối kim loại dày, th-ờng đ-ợc làm từ vonfram. Để làm sắc nét cạnh của
tr-ờng chiếu, sự chuyển động của các khối này đ-ợc giới hạn để tạo thành hình cung
sao cho bề mặt các khối tạo ra các tr-ờng chiếu hình vuông hoặc hình chữ nhật với kích
th-ớc cực đại là 40 x40 cm tại khoảng cách một mét bia ở máy gia tốc tuyến tính đồng
tâm.
Buồng ion hoá cho phép bức xạ truyền qua đ-ợc sử dụng để theo dõi đầu ra của
chùm tia bức xạ cũng nh- sự bằng phẳng chùm tia xuyên tâm hoặc nằm ngang. Các
tr-ờng đ-ợc xác định bằng ánh sáng và đo xa cung cấp các ph-ơng pháp quan sát thuận
lợi đế xác định đúng vị trí của bệnh nhân cần điều trị bằng những miếng đánh dấu tham
chiếu. Tr-ờng ánh sáng chiếu vào một vùng trùng với tr-ờng xạ trị trên da bệnh nhân,
trong khi đó bộ đo xa đ-ợc sử dụng để đặt bệnh nhân tại khoảng cách điều trị đúng
bằng cách chiếu một th-ớc centimét, th-ớc này sẽ tạo ảnh trên da bệnh nhân để chỉ ra
khoảng cách theo trục tung từ đ-ờng đồng tâm máy gia tốc tuyến tính.

25