ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG CỤ ẢNH HƯỞNG TỚI ĐƯỜNG ĐỒNG LIỀU TRÊN HỆ THỐNG LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ 3D (TPS)

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KỸ THUẬT HẠT NHÂN VÀ VẬT LÝ MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG CỤ ẢNH HƯỞNG TỚI

ĐƯỜNG ĐỒNG LIỀU TRÊN HỆ THỐNG LẬP KẾ HOẠCH
XẠ TRỊ 3D (TPS)
Sinh viên thực hiện: Phùng Quang Tiến
SHSV:
Lớp:

20092719
KTHN & VLMT K54

Cán bộ hướng dẫn: Trần Văn Thống
HÀ NỘI 2014

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 4


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế, không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự giúp đỡ,
dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của những người khác. Và trong suốt thời
gian bước chân vào trường học và trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ, động viên từ quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè.
Trước tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới Thầy hướng dẫn, Kỹ
sư Trưởng - Trần Văn Thống đã tận tâm hướng dẫn em trong suốt quá trình thực
hiện làm đồ án tốt nghiệp.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Viện Kỹ thuật
hạt nhân & Vật lý môi trường, các quý Thầy cô của Trường đại học Bách Khoa Hà
Nội đã dành thời gian, tâm huyết và tri thức để truyền đạt lại cho em trong suốt thời
gian học tập tại trường, đó là hành trang giúp em vững bước trong tương lai. Và đặc
biệt trong kỳ đồ án tốt nghiệp này, Viện đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em được làm
đồ án tại Trung tâm Y học hạt nhân và Ung bướu, Bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội.
Em cũng muốn gửi lời cảm ơn đến các anh chị trong Trung tâm Y học hạt
nhân và Ung bướu bệnh viện Bạch Mai, Hà nội đã giúp đỡ em, cho em lời khuyên
bổ ích về chuyên môn, giúp em thực hành đo đạc trong suốt quá trình nghiên cứu.
Và cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tất cả bạn bè, và đặc biệt là
gia đình, những người luôn kịp thời động viên và giúp đỡ em vượt qua những khó
khăn, thử thách trong cuộc sống.
Sinh viên
Phùng Quang Tiến

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 5


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

TÓM TẮT NỘI DUNG
Trong quy trình xạ trị ung thư, một trong những công việc quan trọng mà kỹ
sư vật lý cần thực hiện tốt đó là thiết lập và tính toán phân bố liều trên thể tích khối
u trong hệ thống lập kế hoạch xạ trị. Ngoài việc lựa chọn năng lượng chùm tia,
hướng chiếu thì việc sử dụng các công cụ để điều chỉnh phân bố liều trên thể tích
khối u trong lập kế hoạch xạ trị cũng là một việc hết sức quan trọng. Các công cụ
này góp phần làm tối ưu hóa kế hoạch điều trị, giúp triệt căn hoặc giảm bớt thể tích
khối u, đồng thời làm giảm liều chiếu tới các mô lành xung quanh.
Đồ án tốt nghiệp với đề tài “đánh giá các công cụ ảnh hưởng tới đường đồng
liều trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị 3D (TPS)” đã nghiên cứu các vấn đề về lý
thuyết cơ bản và chuyên sâu về tương tác của photon với môi trường vật chất, tính
toán các đại lượng liều đặc trưng trong vật lý xạ trị ung thư, nghiên cứu quy trình xạ
trị cho một bệnh nhân mắc bệnh ung thư. Bên cạnh đó, đồ án nghiên cứu sâu về các
công cụ (nêm, tấm bù da, khối che chắn, lọc phẳng) ảnh hưởng tới đường đồng liều
trên hệ thống phần mềm lập kế hoạch xạ trị 3D (TPS). Đồ án nghiên cứu đánh giá
sự ảnh hưởng của các công cụ dựa trên dữ liệu đặc trưng của chùm tia, liều truyền
qua khi đo đạc thực tế sử dụng hệ thống phantom nước, đầu dò, và máy gia tốc
tuyến tính, từ đó sẽ có những hướng điều chỉnh để tối ưu kế hoạch điều trị cho bệnh
nhân.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 6


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
CF
REF

Sc = SF
PSF,

Collimator factor (Hệ số trực chuẩn);
Relative exposure factor (hệ số lộ sáng tương đương);
Scatter factor (Hệ số tán xạ);
Peak scatter factor (Hệ số tán xạ đỉnh);

Sp
RDF
PDD
TAR
TPR
TMR
SMR
OAR
F

Hệ số tán xạ phantom
Relative dose factor (Hệ số liều tương đương);
Percentage depth dose (Liều sâu phần trăm);
Tissue – air ratio (Tỉ số mô- không khí);
Tissue- phantom ratio (Tỉ số mô- phantom);
Tissue- maximum ratio (Tỉ số mô- cực đại);
Scatter – maximum ratio (Tỉ số tán xạ- cực đại);
Off – axis ratio (Tỉ số ngoài- trục);
Beam flatness (độ phẳng chùm tia);

S
WF

GTV
CTV
PTV
OAR
TV

Symmetry (độ đối xứng chùm tia);
Wedge factor (Hệ số nêm);
Gross tumor volume (Thể tích khối u thô);
Clinical taget volume (Thể tích khối u lâm sàng);
Planning tumor volume (Thể tích lập hoạch);
Organs at risk (Các cơ quan nguy cấp);
Treaatment volume (Thể tích điều trị);

IT
CT
3D- CRT
BEV
DRR
DVH

A computed tomography (Chụp cắt lớp vi tính);
3D- conformal radiation therapy ( Kỹ thuật xạ trị 3D);
Beam eye view ( ảnh tầm nhìn của chùm tia)
Digital reconstructed radiograph (Ảnh X-quang tái tạo số hóa)
Dose volume histogram (Giản đồ liều khối).

MỤC LỤC
DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT..........................................................7
MỤC LỤC.................................................................................................................8

MỤC LỤC BẢNG, BIỂU........................................................................................10
MỤC LỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ............................................................................11
LỜI MỞ ĐẦU..........................................................................................................13
NỘI DUNG.............................................................................................................. 14
CHƯƠNG 1.........................................................................................................14
TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ ION HÓA VỚI VẬT CHẤT...............................14

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 7


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.1

Bức xạ hạt................................................................................................14

1.2

Tương tác của bức xạ gamma với vật chất..............................................15

CHƯƠNG 2.........................................................................................................22
CƠ SỞ VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ...................................................22
2.1

Các thông số xạ trị...................................................................................22

2.2

Kỹ thuật xạ trị khoảng cách nguồn – bề mặt (SSD) xác định độ sâu liều

trên trục trung tâm trong nước..........................................................................28
2.3

Kỹ thuật khoảng cách nguồn- trục (SAD) xác định liều sâu trục trung tâm

trong nước.........................................................................................................31
2.4

Tỉ số Ngoài – Trục (OAR) và đặc trưng chùm tia (profile).....................41

2.5

Phân bố liều trên phantom nước..............................................................44

2.6

Các vùng thể tích liên quan đến xạ trị.....................................................46

CHƯƠNG 3.........................................................................................................50
QUY TRÌNH XẠ TRỊ..........................................................................................50
3.1

Mở đầu....................................................................................................50

3.3

Tư thế bệnh nhân.....................................................................................50

3.4

Định vị trường chiếu................................................................................52

3.5

Định hướng chùm tia...............................................................................53

3.6

Tạo thông tin, tư liệu định vị trường xạ...................................................54

3.7

Các dụng cụ bù mô khuyết......................................................................54

3.8

Các khối che chắn thông dụng.................................................................54

3.9

Chụp CT lập kế hoạch điều trị.................................................................56

3.10 Lập kế hoạch điều trị trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị 3D (TPS)...........58
3.11 Truyền thông tin, dữ liệu sang máy điều trị.............................................59
CHƯƠNG 4.........................................................................................................60
CÁC CÔNG CỤ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÂN BỐ LIỀU TRÊN HỆ THỐNG
LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ TPS...........................................................................60
4.1

Mở đầu....................................................................................................60

4.2

Bộ lọc nêm..............................................................................................60

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 8


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

4.3

Khối che chắn (Block).............................................................................63

4.4

Tấm bù da (bolus)....................................................................................65

CHƯƠNG 5.........................................................................................................68
ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG CỤ ẢNH HƯỞNG TỚI PHÂN BỐ LIỀU.................68
TRÊN MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP UNG THƯ......................................................68
5.1

Mở đầu....................................................................................................68

5.2

Lập kế hoạch xạ với bệnh nhân ung thư Phổi..........................................68

5.3

Lập kế hoạch xạ với bệnh nhân ung thư não...........................................70

5.4

Lập kế hoạch xạ với bệnh nhân ung thư vòm họng.................................72

5.5

Lập kế hoạch xạ với bệnh nhân ung thư vú.............................................75

KẾT LUẬN.............................................................................................................. 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................78
PHỤ LỤC................................................................................................................79

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 9


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1: Độ sâu điển hình đối với liều tối đa tại z max với năng lượng chùm tia
photon khác nhau và kích thước trường chiếu là 5×5 cm2.......................................22
Bảng 2.2. Liều sâu % của chùm photon khác nhau trong nước cùng trường A kích

thước 10*10 cm2, khoảng cách SSD=f =100 cm và tại hai độ sâu: 5 cm và 10 cm..31
Bảng 2.3. Tỉ số mô – không khí đối với chùm Co 60 trong nước với kích thước
trường chiếu khác nhau AQ và ở hai độ sâu trong phantom là 5 cm và 10 cm.........32
Bảng 4.1. Đo liều truyền qua nêm trên máy Dose 1 với các thông số được thiết lập
trên máy đo. Điện áp vào 300 (V), thời gian đo 60 (s), sai số nhỏ hơn 3%, sử dụng
đầu dò FC65 . Năng lượng chùm photon là 6MV, đo 3 lần và lấy giá trị trung bình.
................................................................................................................................. 62
Bảng 5.1. Liều chỉ định của bác sĩ và liều chịu đựng các mô lành quanh khối u.....68
Bảng 5.2. Liều chỉ định vào khối u và liều chịu đựng vào các mô lành...................71
Bảng 5.3. Liều chỉ định vào khối u và liều chịu đựng các mô lành quanh khối u....73

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 10


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ
Hình 1.1 . Hiệu ứng tán xạ đàn hồi..........................................................................16
Hình 1.2. Hiệu ứng quang điện................................................................................17
Hình 1.3. Hiệu ứng tán xạ compton.........................................................................18
Hình 1.4. Hiệu ứng tạo cặp......................................................................................19
Hình 2.1. Hình học đo của hệ số chuẩn trực CF(A,hv)............................................25
Hình 2.2. Hình học đo của hệ số tán xạ đỉnh PSF tại điểm P trong không khí và
phantom................................................................................................................... 26
Hinh 2.3. Hệ số tán xạ đỉnh PSF với kích thước trường chiếu.................................27
của chùm tia γ từ nguồn Co60...................................................................................27
Hình 2.4. Hình học của phép đo hệ số liều tương đương (RDF)..............................28
Hình 2.5. Giá trị của hệ số liều tương đương RDF(A), hệ số chuẩn trực CF(A) và hệ

số tán xạ SF(A)của chùm γ Co60..............................................................................29
Hình 2.6. Phép đo hình học của liều sâu % (PDD)..................................................31
Hình 2.7. Đường cong của liều sâu % (PDD) trong nước có kích thước trường
10*10 cm2 tại khoảng cách SSD 100cm của chùm photon năng lượng 15 MV.......31
Hình 2.8. Phép đo hình học và định nghĩa của tỉ số TAR........................................34
Hình 2.9. Hình học về mối quan hệ giữa liều sâu % PDD (z, A, f, hv) và tỉ số môkhông khí TAR (z, AQ, hv).......................................................................................35
Hình 2.10. Biểu diễn mối quan hệ PDD với SSD....................................................36
Hình 2.11. Mối quan hệ liều sâu % PDD với khoảng cách SSD cùng với kích thước
trường AQ đồng nhất................................................................................................36
Hình 2.12. Hình học đo của tỉ số mô- phantom TPR (d, AQ, hv).............................39
Hình 2.13. Phép đo hình học của mối quan hệ giữa liều sâu % PDD và tỉ số môkhông khí TMR.......................................................................................................41
Hình 2.14. Đặc trưng chùm tia trong 2 trường tại độ sâu khác nhau.......................43
Hình 2.15. Hình (a) phép đo hình học độ phẳng của chùm tia, hình (b) là phép đo
hình học của độ đối xứng chùm tia..........................................................................44
Hình 2.16. Các vùng thể tích liên quan đến xạ trị....................................................48
Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 11


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.1. Máy CT mô phỏng lập kế hoạch xạ.........................................................58
Hình 4.1. Máy đo liều Dose 1,đầu dò FC65 và nêm dùng trong xạ trị.....................63
Hình 4.2. Hệ thống phantom nước và đầu dò..........................................................64
Hình 4.3. Đặc trưng chùm tia của nêm sử dụng hệ đo phantom nước.....................64
Hình 4.4. Bảng 5 lớp suy giảm một nửa và che chắn chì [10].................................65
Hình 4.5. Khay che chắn được lắp đặt trên máy gia tốc..........................................66
Hình 4.6. Sử dụng tấm bù da tạo đường cong đồng liều đồng dạng với hình dạng bia
(khối u).................................................................................................................... 67

Hình 5.1. Hình ảnh khối u phổi được vẽ trên bệnh nhân lập kế hoạch xạ................70
Hình 5.2. Giản đồ liều khối đánh giá liều lượng hấp thụ vào thể tích khối u và các
cơ quan lành xung quanh.........................................................................................70
Hình 5.3. Hình ảnh đường đồng liều So sánh hai kế hoạch có sử dụng nêm (phải) và
không nêm (trái)......................................................................................................71
Hình 5.4. Xác định khối u và các cơ quan cần bảo vệ.............................................71
Hình 5.5. Giản đồ DVH đánh giá liều hấp thụ vào khối u và các mô lành xung
quanh....................................................................................................................... 73
Hình 5.6. Đường phân bố liều và đồ thị DVH với bệnh nhân mắc ung thư não......73
Hình 5.7. Hình ảnh khối u và các mô lành xung quanh được vẽ bởi bác sĩ.............74
Hình 5.8. Giản đồ liều khối đánh giá định tính kế hoạch điều trị ung thư vòm họng
................................................................................................................................. 75
Hình 5.9. Hình ảnh so sánh phân bố liều trên khối u đối với 2 kế hoạch sử dụng che
chắn (trái) và không che chắn (phải)........................................................................75
Hình 5.10. Hình ảnh lập kế hoạch xạ trị ung thư vú sử dụng tấm bù da..................76
Hình 5.11. So sánh phân bố liều trên khối u trong 2 kế hoạch sử dụng tấm bù da
(phải) và không sử dụng tấm bù da (trái).................................................................77
Hình 5.12. Giản đồ liều khối xác định liều lượng vào khối u và các cơ quan lành
xung quanh..............................................................................................................77

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 12


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật áp dụng vào
điều trị ung thư, đã có rất nhiều phương pháp để điều trị cho bệnh nhân ung thư như

phẫu thuật, hóa chất, xạ trị,...Và trong đó, xạ trị vẫn là một trong những phương
pháp phổ biến đối với hầu hết các loại ung thư.
Quy trình xạ trị chung là một hệ thống gồm nhiều khâu như đánh dấu điểm
đồng tâm xạ, Chụp CT cắt lớp, định vị khối u, lập kế hoạch xạ trị, mô phỏng kiểm
tra kế hoạch và cuối cùng là xạ trị cho bệnh nhân, mỗi công việc đều mang ý nghĩa
rất quan trọng trong quá trình điều trị cho bệnh nhân ung thư. Để thiết lập và tính
toán phân bố liều tại thể tích bia (khối u) thì ngoài việc sử dụng năng lượng, hướng
chùm tia, các kỹ sư còn sử dụng các công cụ để hỗ trợ cho việc tối ưu hóa liều xạ
trên khối u bệnh nhân.
Để làm sáng tỏ vì sao các công cụ ảnh hưởng tới phân bố liều trên thể tích
bia, thì đồ án tốt nghiệp với đề tài “các công cụ ảnh hưởng đến đường đồng liều
trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị 3D (TPS)” được đưa ra để nghiên cứu. Trong đề
tài đề cập đến những kiến thức cơ bản về tương tác của bức xạ ion hóa vật chất, tính
toán chuyên sâu về các đại lượng vật lý trong xạ trị, các kỹ thuật dùng trong xạ trị.
Giới thiệu những đặc tính cơ bản và chuyên sâu về các công cụ, tính toán và đo đạc
trên thực tế về sự thay đổi phân bố liều khi sử dụng các công cụ trong xạ trị. Bên
cạnh đó, đề tài nghiên cứu quy trình xạ trị, sử dụng các công cụ làm tối ưu hóa phân
bố liều trên hệ thống lập kế hoạch xạ trị (TPS).
Mặc dù em đã dành nhiều thời gian và tâm huyết, đặc biệt là được sự giúp đỡ
tận tâm của thầy hướng dẫn nhưng không thể tránh khỏi sai sót. Em rất mong muốn
nhận được những ý kiến góp ý của các Thầy Cô để đề tài được hoàn thiện hơn trong
những lần nghiên cứu sau.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 13


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

NỘI DUNG
CHƯƠNG 1
TƯƠNG TÁC CỦA BỨC XẠ ION HÓA VỚI VẬT CHẤT
Khi chùm tia truyền qua môi trường, tương tác giữa các photon và môi tường
có thể xảy ra với những hiệu ứng mà hệ quả là năng lượng của chúng truyền cho
môi trường. Giai đoạn đầu của sự truyền năng lượng bao gồm sự bật các electron ra
khỏi nguyên tử của môi trường hấp thụ. Những electron có năng lượng cao này sẽ
tác động và truyền năng lượng bằng cách tạo ra sự ion hóa hoặc kích thích các
nguyên tử dọc theo quỹ đạo tương tác của chúng. Nếu môi trường là mô cơ thể thì
chùm tia năng lượng thấp sẽ hấp thụ tại các tế bào và ảnh hưởng đến khả năng sinh
sản của tế bào. Tuy nhiên, hầu hết năng lượng cao bị hấp thụ được biến đổi thành
dạng nhiệt, không gây hiệu ứng sinh học.
1.1 Bức xạ hạt
Quá trình một nguyên tử trung hòa chuyển thành hạt tích điện âm hoặc
dượng được gọi là sự ion hóa. Khi một electron rời khỏi quỹ đạo, nguyên tử sẽ tích
điện dương và tạo thành một cặp ion hóa, còn nguyên tử nhận thêm electron sẽ trở
thành ion âm và nguyên tử mất electron sẽ trở thành ion dương. Trong một số
trường hợp, một nguyên tử trung hòa nhận thêm electron và nguyên tử tích điện âm
sẽ trở thành ion âm.
Các hạt tích điện, chẳng hạn các electron, proton được xem là những bức xạ
ion hóa trực tiếp nếu chúng có năng lượng đủ lớn để gây ra những va chạm khi
thâm nhập vào môi trường vật chất. Năng lượng của hạt tới bị hao phí tăng dần trên
mỗi khoảng cách gây ion hóa trong môi trường. Đôi khi những electron bị làm bật
ra nhận được năng lượng đủ lớn sẽ tham ra tương tác và tạo ra bức xạ thứ cấp là các
tia “delta”. Mặt khác, nếu sự mất năng lượng của các hạt tới không đủ lớn để làm
bật electron ra khỏi nguyên tử nhưng lại cung cấp thêm cho electron đưa năng
lượng lên mức cao hơn, quá trình này được gọi là va chạm kích thích. [6]

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 14

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.2 Tương tác của bức xạ gamma với vật chất
Độ suy giảm của chùm photon truyền qua lớp vật liệu sẽ bị hấp thụ và gây ra
5 loại tương tác khác nhau. Một trong số đó, hiệu ứng hủy photon chỉ xảy ra khi
năng lượng photon lớn hơn 10 MeV tương tác với hạt nguyên tử vật chất, sinh ra
notron. Còn 4 hiệu ứng khác là hiệu ứng tán xạ đàn hồi, hiệu ứng quang điện, hiệu
ứng tán xạ compton và hiệu ứng tạo cặp phụ thuộc vào năng lượng chùm photon và
nguyên tử số của môi trường vật chất. Hệ số suy giảm toàn phần trong quá trình
tương tác của chùm photon là tổng của các suy giảm thành phần, ta có:
(1.1)
Ở đây, là những hằng số của các hiệu ứng tán xạ đàn hồi, hiệu ứng quang
điện, hiệu ứng tán xạ compton và hiệu ứng tạo cặp.
1.2.1 Hiệu ứng tán xạ đàn hồi
Tán xạ đàn hồi còn được biết đến như quá trình mà bức xạ sóng điện từ
truyền qua, gần với electron và làm cho electron bị dao động. Khi electron dao động
sẽ phát bức xạ có năng lượng đúng với tần số của chùm sóng tới. Chùm tia X tán xạ
có cùng bước sóng của chùm tia tới.

Hình 1.1 . Hiệu ứng tán xạ đàn hồi
Do vậy, sẽ không có sự thay đổi năng lượng nào xảy ra với sự chuyển động
của electron và cũng không có sự hấp thụ năng lượng nào xảy ra trong môi trường.
Chỉ có hiện tượng chùm photon bị tán xạ theo một góc nhỏ. Tán xạ đàn hồi xảy ra
khi chùm photon có năng lượng thấp và môi trường vật chất có nguyên tử số cao.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 15

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.2.2 Hiệu ứng quang điện
Khi gamma tương tác với electron quỹ đạo của nguyên tử, gamma biến mất
và năng lượng gamma được truyền cho electron quỹ đạo để nó bay ra khỏi nguyên
tử. Electron này được gọi là quang electron [1]. Trong quá trình này, toàn bộ năng
lượng hv của photon được truyền cho electron nguyên tử. Khi đó, động năng của
electron bị bật ra (gọi là quang electron) có giá trị là : hv- , ở đây là năng lượng liên
kết của electron. Tương tác loại này có thể xảy ra với những electron trong các lớp
vỏ K, L, M, N.
Sau khi electron bị đánh bật ra khỏi nguyên tử sẽ tạo ra chỗ trống tại lớp vỏ
và nguyên tử sẽ nằm trong trạng thái bị kích thích. Chỗ trống này có thể được lấp
đầy bởi một electron ở quỹ đạo ngoài kèm theo sự phát ra hoặc các bức xạ đặc trưng
(tia X) hoặc các electron Auger. Những electron này được sinh ra do hấp thụ các
bức xạ đặc trưng nội tại, gần hạt nhân (các electron bên trong nguyên tử). Vì năng
lượng liên kết của các electron tại lớp vỏ K trong mô mềm là rất nhỏ, chỉ khoảng
0,5 KeV nên năng lượng của các bức xạ đặc trưng sinh ra do hấp thụ về mặt sinh
học cũng sẽ rất thấp và có thể xem như sự hấp thụ tại chỗ.

Hình 1.2. Hiệu ứng quang điện
Với chùm photon năng lượng cao hơn và nguyên tử số của môi trường lớn
hơn thì bức xạ đặc trưng sẽ có năng lượng cao hơn và có thể truyền năng lượng tới
khoảng cách xa hơn so với các photon electron. Trong những trường hợp này, sự
hấp thụ năng lượng tại chỗ sẽ giảm đi do năng lượng phát ra dưới dạng các bức xạ
đặc trưng (gọi là bức xạ huỳnh quang) và được xem là sự hấp thụ từ xa.
Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 16

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.2.3 Hiệu ứng Compton
Trong hiệu ứng tán xạ Compton, các photon tương tác với electron tự do của
nguyên tử. Thuật ngữ “tự do” ở đây có nghĩa là năng lượng liên kết của electron
nhỏ hơn rất nhiều so với năng lượng của photon tới. Trong tương tác này, electron
nhận được một phần năng lượng của photon và bị bắn lệch ra một góc còn bản thân
photon bị giảm năng lượng và lệch khỏi quỹ đạo một góc .

Hình 1.3. Hiệu ứng tán xạ compton
Quá trình xảy ra hiệu ứng compton có thể được phân tích như va chạm của 2
hạt, một là photon và một là electron. Bằng cách áp dụng định luật bảo toàn năng
lượng và xung lượng, ta có thể thu được mối quan hệ sau:
(1.2)
Trong đó hv0, hv’ và E là năng lượng của photon tới, photon tán xạ và của
electron; còn và là năng lượng nghỉ của electron (0,511 MeV).
1.2.4 Hiệu ứng tạo cặp
Nếu năng lượng của photon lớn hơn 1,02 MeV thì photon có thể tương tác
với vật chất qua cơ chế tạo cặp. Trong quá trình này, photon tương tác mạnh với
trường điện từ của hạt nhân nguyên tử và mất toàn bộ năng lượng của nó cho quá
trình tạo ra cặp electron và positron. Vì năng lượng nghỉ của electron tương đương
với 0,51 MeV nên năng lượng tối thiểu đòi hỏi để sinh ra hiệu ứng tạo cặp là 1,02
MeV. Vì vậy, năng lượng ngưỡng của hiệu ứng tạo cặp là 1,02 MeV. Năng lượng
photon vượt ngưỡng này sẽ được chia cho các hạt và biến thành động năng. Tổng
động năng chứa trong cặp electron- positron là (hv- 1,02) MeV.
Quá trình tạo cặp là một ví dụ của hiện tượng năng lượng bị biến đổi thành
khối lượng, đúng như Einstein đã tiên đoán: E= mc 2. Quá trình ngược, chủ yếu khối

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 17


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

lượng biến đổi thành năng lượng diễn ra khi một positron kết hợp với electron để
tạo ra 2 photon và gọi là bức xạ hủy cặp.

Hình 1.4. Hiệu ứng tạo cặp
Chùm tia X được sinh ra từ một bia hay chùm tia phát ra từ một nguồn
phóng xạ bao gồm số lượng rất lớn các photon và thường có nhiều mức năng lượng
khác nhau. Chùm photon có thể được mô tả theo nhiều thuật ngữ, trong đó một số
được định nghĩa như sau:
1)

Thông lượng của các photon là tỉ số của dN/d, ở đây dN là số lượng

photon đi qua một tiết diện d.
2)

Tốc độ dòng hay mật độ dòng J là lưu lượng dòng trên một đơn vị

thời gian:
(1.3)
3)

Thông năng ψ là tỉ số của dE fl/dα, ở đây dEfl là tổng các mức năng

lượng của tất cả các photon đi vào khối cầu ảo:
Ψ= dEfl/dα

(1.4)

Trường hợp với chùm photon đơn năng thì dE fl chính là tích số các photon
dN với năng lượng hv mà mỗi photon mang theo:
dEfl= dN × hv
4)

(1.5)

Suất thông năng, mật độ thông năng hoặc cường độ φ là tỉ số của

thông năng trên một đơn vị thời gian:
φ = dψ/dt

(1.6)

1.2.5 Sự suy giảm chùm tia

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 18


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Thực nghiệm đã xác định đặc tính suy giảm của chùm photon. Khi truyền

qua môi trường vật chất, chùm photon có thể bị tán xạ hoặc bị hấp thụ hoàn toàn.
Trong những điều kiện đó, sự suy giảm số lượng các tia photon (dN) sẽ tỉ lệ với số
lượng các photon tới (N) và độ dày lớp hấp thụ (dx). Nghĩa là:
dN ~ Ndx
hay dN= -µNdx
Ở đây, µ là hằng số tỉ lệ và còn gọi là hằng số suy giảm. Dấu trừ có nghĩa là
số lượng các photon giảm dần khi độ dày lớp hấp thụ tăng. Phương trình trên có thể
biểu diễn theo cách khác, chẳng hạn theo cường độ I, ta có:
dI= -µIdx
hay: dI/I= -µdx
Nếu độ dày x được biểu diễn theo độ dài, khi đó µ được gọi là hệ số suy
giảm tuyến tính. Chẳng hạn, nếu độ dày được đo theo cm thì đơn vị µ được tính
theo cm-1.
Phương trình trên cũng giống như phương trình mô tả sự phân hủy bức xạ và
cũng tương tự như hằng số phân hủy λ. Do đó ta có thể biểu diễn phương trình trên
thành:
I(x)= I0e-µx

(1.7)

Ở đây, I(x) là cường độ chùm photon truyền qua độ dày x và I o là cường độ
của chùm photon tới. Tương tự như thuật ngữ chu kỳ bán hủy, lớp bán hấp thụ
(HVL) được xác định là độ dày của lớp vật chất làm suy giảm cường độ chùm tia đi
một nửa so với ban đầu.
1.2.6 Hệ số suy giảm
Như đã đề cập, hằng số suy giảm µ có đơn vị là cm -1. Nói chung, hệ số này
phụ thuộc vào năng lượng của chùm photon và bản chất của môi trường hấp thụ. Vì
sự suy giảm tùy thuộc độ dày x của lớp hấp thụ, nghĩa là số các electron có mặt tại
độ dày đó nên µ cũng sẽ phụ thuộc vào mật độ ρ của môi trường vật chất. Nếu đem
chia µ cho mật độ ρ (µ/ρ) ta có khái niệm hệ số suy giảm khối lượng. Hệ số suy

giảm khối lượng có thứ nguyên là cm2/g vì µ/ρ = cm-1/ (g/cm3).

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 19


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Tương tự hai hệ số trên, ta có hệ số suy giảm điện tử µ e và hệ số suy giảm
nguyên tử µa. Khi đó ta có:
µa= µ/ρx1/N0 cm2/electron và
µa= µ/ρxZ/N0 cm2/nguyên tử
Ở đây, Z là số nguyên tử và N0 là các số electron/g, N0 được tính theo:
N0= NA/Nw

(1.8)

Trong đó, NA là số Avogadro và Aw là trọng lượng nguyên tử.
1.2.7 Hệ số truyền năng lượng
Khi một photon tương tác với nguyên tử vật chất thì một phần hoặc toàn bộ
năng lượng của nó được biến đổi thành động năng của các electron. Nếu chỉ một
phần năng lượng của photon truyền cho electron thì bản thân photon sẽ bị tán xạ và
hao phí năng lượng. Photon tán xạ có thể tiếp tục tương tác và lại truyền một phần
hoặc toàn bộ năng lượng của nó cho electron. Vì vậy, một photon có thể gặp một
hoặc nhiều tương tác, trong đó năng lượng bị mất do photon chuyển đổi thành động
năng của điện tử. Nếu ta xem chùm photon truyền trong môi trường vật chất và một
phần năng lượng hao phí được chuyển thành động năng của hạt tích điện trên một
đơn vị độ dài, khi đó hiện tượng sẽ được gọi là sự truyền năng lượng và được đánh
giá bằng hệ số truyền năng lượng (µtr). Hệ số này được tính theo:

µtr =

(1.9)

Ở đây, là năng lượng trung bình biến đổi thành động năng của hạt tích điện
khi tương tác. Hệ số truyền khối lượng được tính bằng µtr/ρ. [6]
1.2.8 Hệ số hấp thụ năng lượng
Hầu hết các electron chuyển động và tương tác cũng sẽ hao phí năng lượng
do va chạm không đàn hồi (kích thích hoặc ion hóa) với các electron của nguyên tử
môi trường vật chất. Một số ít trường hợp, tùy thuộc vào số nguyên tử của vật chất
mà sự hao phí năng lượng do tương tác và tạo ra bức xạ hãm với hạt nhân nguyên
tử. Năng lượng bức xạ hãm được phát ra dưới dạng các tia X và không được tính
đến cho năng lượng bị hấp thụ tại chỗ.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 20


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hệ số hấp thụ năng lượng (µen) được định nghĩa là sản phẩm của hệ số truyền
năng lượng và có giá trị bằng (1-g), ở đây g là phần năng lượng của hạt mang điện
thứ cấp trong môi trường tương tác bị hao phí dưới dạng bức xạ hãm.
µen= µtr(1-g)

(1.10)

Như đã đề cập, hệ số hấp thụ năng lượng được tính bằng µ en/ρ. Vì hầu hết
mọi tương tác trong môi trường mô cơ thể hoặc môi trường có nguyên tử số Z thấp

trong đó các electron hao phí gần như toàn bộ năng lượng do va chạm ion hóa, còn
thành phần bức xạ hãm xem như không đáng kể. vì vậy, kết quả sẽ là:
µen= µtr

(1.11)

Những hệ quả này có thể sẽ khác nhau một cách đáng kể khi các hạt thứ cấp
mang điện có động năng lớn và môi trường vật chất có số nguyên tử cao. Hệ số hấp
thụ năng lượng là một đại lượng rất quan trọng trong lĩnh vực xạ trị, bởi nó cho
phép đánh giá năng lượng bị hấp thụ trong mô và cho phép tiên lượng hiệu quả sinh
học của bức xạ. [2]

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 21


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ VẬT LÝ TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ
Trong xạ trị với chùm tia ngoài thì bệnh nhân và khối u trong cơ thể bệnh
nhân được chiếu xạ với các chùm tia bức xạ ngoài, và khi ấy khoảng cách từ nguồn
tới bệnh nhân có một khoảng cách nhất định. Hầu hết xạ trị với chùm tia ngoài đều
sử dụng chùm photon, một vài trường hợp sử dụng chùm electron và một số ít
trường hợp dùng các loại chùm hạt như proton, các chùm hạt ion nặng hoặc notron.
Trong chương này sẽ giải quyết các vấn đề với xạ trị chùm ion ngoài. Các
chùm photon ngoài này được đặc trưng bởi tất cả các thông số vật lý giống nhau
trong tất cả các công thức tính toán, nhưng sẽ khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc
mỗi chùm tia, thiết bị tạo ra chùm tia và năng lượng của mỗi chùm tia ấy. Ở đây chủ

yếu xét tới chùm tia X trong máy gia tốc hay máy X-quang và chùm tia gamma
trong hạt nhân phóng xạ, tính toán các đại lượng liều sinh ra do tương tác của các
chùm photon với cơ thể người.
2.1

Các thông số xạ trị
Có 3 loại máy dùng trong xạ trị chùm tia ngoài bằng chùm photon được thực

hiện:máy photon năng lượng thấp, đồng vị phóng xạ Co 60, máy gia tốc. Các thông
số chính trong sự phân bố liều của chùm tia ngoài với chùm tia photon là : độ sâu
điều trị, kích thước trường chiếu, kỹ thuật xạ trị SSD (khoảng cách từ nguồn tới bề
mặt da) hay kỹ thuật SAD (khoảng cách từ nguồn tới điểm đồng tâm), và năng
lượng chùm photon.
Bảng 2.1: Độ sâu điển hình đối với liều tối đa tại z max với năng lượng chùm tia
photon khác nhau và kích thước trường chiếu là 5×5 cm2.
Bề mặt Photon Năng Co-60 4 MV 6 MV 10 MV 18MV 25MV
lượng thấp

zmax

0

0

0.5

1

1.5

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 22

2.5

3.5

5


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

2.1.1 Kích thước trường chiếu của chùm tia xạ
Các chùm tia được sử dụng trong xạ trị phải có hình dạng khác nhau phù hợp
với hình dạng thể tích bia trên thực tế. Có 4 dạng chính của hình dạng trường chiếu
được sử dụng trong xạ trị: vuông, chữ nhật, tròn và không đồng đều.
Trường chiếu hình vuông và chữ nhật thường được sử dụng cùng với việc
thiết lập ống chuẩn trực trong thiết bị xạ trị, nó thường được tạo ra tùy thuộc vào
từng bệnh nhân. Trường chiếu tròn gắn liền trên các máy điều trị sử dụng hệ chuẩn
trực đa lá (MLC).
2.1.2 Hệ số chuẩn trực
Suất liều chiếu trong không khí X, hệ số kerma( K air)air, và liều với khối
lượng nhỏ vật chất trong môi trường không khí tại điểm P sẽ có 2 thành phần: cơ
bản và tán xạ.
-

Thành phần cơ bản là thành phần chính, nó đến trực tiếp từ nguồn và không

phụ thuộc vào kích thước trường chiếu.

-

Thành phần tán xạ là phần không thể bỏ qua, nó bao gồm các photon tán xạ

rải rác ở điểm P từ ống chuẩn trực nhưng cũng có thể từ không khí và bộ lọc phẳng
của máy gia tốc. Thành phần tán xạ phụ thuộc vào kích thước trường A (thiết lập
ống chuẩn trực). Với kích thước trường lớn, bề mặt ống chuẩn trực lớn sẽ dẫn đến
hệ số tán xạ lớn.
Suất liều trong không khí X , hệ số kerma trong không khí (K air)air và liều với
khối lượng nhỏ vật chất trong môi trường không khí D`med phụ thuộc vào kích thước
trường chiếu A và hệ số chuẩn trực (CF). CF được định nghĩa là:
CF(A, hv)= Sc(A,hv) = (2.1)
Hệ số chuẩn trực (CF) thường được đo cùng với buồng ion hóa cùng với nắp
tích tụ (buildup cap) có kích thước đủ lớn để nhận được liều tối đa tạo ra từ năng
lượng chùm tia. Với một trường nhỏ, người ta có thể đo ở một khoảng cách lớn từ
nguồn sao cho nắp tích tụ (buildup cap) được phủ kín hoàn toàn ; tuy nhiên người ta
phải điều chỉnh dữ liệu để chuẩn khoảng cách nguồn- bề mặt (SSD) của thiết bị
bằng cách dùng tỉ số bình phương nghịch đảo.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 23


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hệ số bình phương nghịch đảo là hệ số suy giảm liều theo bình phương
khoảng cách. Được tính theo công thức (2.2):
(2.2)

Hình 2.1. Hình học đo của hệ số chuẩn trực CF(A,hv)
Hệ số chuẩn trực (CF) được chuẩn hóa hóa đến 1 với trường chiếu chuẩn có
kích thước 10×10 cm2 và SSD chuẩn trên máy điều trị. Hệ số chuẩn trực (CF) lớn
hơn 1 với trường chiếu A vượt quá 10×10 cm 2 và nhỏ hơn 1 với trường chiếu A nhỏ
hơn 10×10 cm2. Người ta thường đo tại điểm P trong không khí cùng với một buồng
ion hóa hình trụ trang bị một nắp tích tụ thích hợp và đặt nguồn tại tâm buồng ion
hóa (chuẩn SSD + zmax). Khoảng cách nguồn- bề mặt (SSD) ở đây được viết tắt từ
SSD chuẩn (điển hình 80 hoặc 100 cm cho máy Co 60 hoặc 100 cm cho máy gia tốc)
và zmax (độ dày nắp tích tụ) cho độ sâu liều tối đa trong phantom của chùm photon
đặc trưng.
Ở một số trung tâm xạ trị thì hệ số chuẩn trực (CF) được đo bởi máy đồng
tâm xạ (isocentre).

2.1.3 Hệ số tán xạ đỉnh
Liều với khối lượng nhỏ vật chất trong không khí được đo cùng với đầy đủ
vật chất xung quanh điểm P để cung cấp cân bằng điện tử (buồng ion hóa với nắp

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 24


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

tích tụ phù hợp). liên quan đến Dp, liều tại độ sâu zmax trong phantom nước tại điểm
P, qua hệ số tán xạ đỉnh (PSF) được tính theo:
PSF(A,hv) = Sp (A, hv) =

(2.3)

Giá trị tiêu biểu của hệ số tán xạ đỉnh (PSF) biến thiên từ ~ 1 của trường nhỏ
đối với chùm năng lượng cao, qua 1,054 của kích thước trường 10×10 cm 2 trong
chùm tia Co60 đến 1.10 của trường 50×100 cm2 trong chùm Co60 (sử dụng tổng
chiếu toàn thân (TBI)).

Hình 2.2. Hình học đo của hệ số tán xạ đỉnh PSF tại điểm P trong không khí và
phantom.
Hình 2.2a biểu diễn phép đo của và hình 2.2b biểu diễn phép đo của D p. Vị
trí buồng đo ở phần a được xét tại khoảng cách f+zmax từ nguồn.
Hệ số PSF phụ thuộc vào kích thước trường A cũng như năng lượng chùm
photon (hv) và hệ số được đưa ra bởi liều phóng xạ tại điểm P trong không khí tăng
bởi bức xạ tán xạ đến điểm P từ phantom hoặc từ bệnh nhân.
Mối quan hệ qua lại giữa số lượng tán xạ ngược và sự đâm xuyên của photon
tán xạ ngược là nguyên nhân làm cho số hạng của hệ số PSF ban đầu tăng cùng
năng lượng chùm tia, đạt đỉnh xung quanh HVL ~ 1mm, và sau đó giảm dần cùng
với sự gia tăng năng lượng chùm tia. Chất lượng chùm tia tại đó tán ngược tập trung
tối đa phụ thuộc vào kích thước trường, bức xạ sẽ di chuyển khó khăn hơn khi tăng
kích thước trường.
Năng lượng đưa ra là hv, hệ số PSF tăng tỉ lệ thuận với kích thước trường,
được biểu diễn trong hình 2.3 của chùm Co60.

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 25


ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hệ số tán xạ (SF) (tương đương với hệ số tán xạ đỉnh (PSF)) tại một trường
chiếu A bất kỳ được tính như sau:

SF(A,hv)=

(2.4)

Và như thế hệ số PSF có giá trị trung bình tiến đến 1 từ kích thước trường
10×10 cm2. Hệ số tán xạ đỉnh (PSF) còn được gọi là hệ số tán xạ phantom và ký
hiệu là Sp(A).

Hinh 2.3. Hệ số tán xạ đỉnh PSF với kích thước trường chiếu
của chùm tia γ từ nguồn Co60.
2.1.4 Hệ số liều tương đương
Trong kỹ thuật khoảng cách nguồn- trục SSD sử dụng chùm tia photon, hệ số
liều tại điểm P (tại độ sâu zmax trong một phantom) phụ thuộc vào kích thước trường
chiếu A, độ lớn kích thước trường chiếu, độ lớn liều. Hệ số liều tương đương (RDF)
được định nghĩa là tỉ số của liều Dp(zmax, A, f, hv) tại điểm P trong phantom của
trường A, với liều Dp(zmax,10, f, hv) tại điểm P trong phantom của kích thước trường
10×10 cm2:
RDF(A,hv)= Sc,p(A.hv)=

(2.5)

Bố trí hình học đo của RDF(A,hv) được biểu diễn trong hình 2.4a với phép
đo liều tại điểm P Dp(zmax, A, f,hv) với kích thước trường A và trong hình 2.4b với
phép đo liều tại điểm P Dp(zmax,10,f,hv) với kích thước trường 10×10cm.
Từ định nghĩa cơ bản của hệ số CF và SF, chúng ta có thể viết hệ số RDF
theo công thức sau:

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 26

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

RDF(10,hv)= (2.6)
Từ công thức trên chứng tỏ rằng hệ số liều tương đương (RDF) gồm hai
thành phần chính: Tán xạ đến từ ống chuẩn trực và tán xạ đến từ phantom.
Hình 2.4 biểu diễn giá trị đặc trưng của RDF(A,hv), CF(A,hv) và SF(A,hv)
dựa trên kích thước trường A của chùm Co 60. Tất cả 3 hệ số trên được chuẩn đến 1
của trường A = 10×10 cm2. Các hệ số này lớn hơn 1 của trường A > 10×10 cm 2 và
nhỏ hơn 1 khi A < 10×10 cm2.

Hình 2.4. Hình học của phép đo hệ số liều tương đương (RDF)

2.2

Kỹ thuật xạ trị khoảng cách nguồn – bề mặt (SSD) xác định độ sâu liều
trên trục trung tâm trong nước

2.2.1 Độ sâu liều % PDD
Phân bố liều trên trục trung tâm bên trong bệnh nhân hay phantom thường
được chuẩn đến liều cực đại D max=100% tại độ sâu tối đa zmax và khi đó được gọi là
phân bố PDD. Liều sâu % PDD được định nghĩa như sau:
PDD(z, A, f, hv)=100DQ/DP= 100

Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 27

(2.7)

ĐH Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Ở đây DQ và là liều và suất liều, tương ứng tại điểm Q với độ sâu z bất kỳ
trên trục chính của phantom và DP và là liều và suất liều tại điểm P với độ sâu z max
trên trục chính của phantom.
Hình học phép đo của liều sâu % (PDD) được xác định trên hình 2.6. Điểm
Q là một điểm tùy ý tại độ sâu z trên trục chính của chùm tia, điểm P tương ứng cho
điểm tham chiếu tại z=zmax trên trục trung tâm chùm tia. Liều sâu % PDD phụ thuộc
vào 4 tham số: độ sâu trong phantom , kích thước trường chiếu A, khoảng cách
nguồn- bề mặt SSD (f) và năng lượng chùm photon. Liều sâu % PDD có giải giá trị
từ 0 tại z −> ∞ đến 100 tại z=zmax.

Hình 2.5. Giá trị của hệ số liều tương đương RDF(A), hệ số chuẩn trực CF(A) và
hệ số tán xạ SF(A)của chùm γ Co60
Liều tại điểm Q gồm hai thành phần chính: cơ bản và tán xạ.
-

Thành phần cơ bản có thể được thể hiện như sau:
PDDpri= 100 = 100×()2× (2.8)
ở đó là hệ số suy giảm hiệu dụng của chùm tia chính trong vật chất phantom.
Thành phần tán xạ phản ánh sự đóng góp của bức xạ tán xạ đến liều tại điểm

Q.
Khi hệ số A, f, hv không đổi thì liều sâu % (PDD) ban đầu tăng từ bề mặt tới
z= zmax và giảm dần khi độ sâu z tăng. Độ sâu liều tối đa và liều trên bề mặt phụ
thuộc vào độ lớn của năng lượng chùm tia, độ sâu của độ sâu liều cực đại và liều bề
mặt thấp.
Phùng Quang Tiến – KTHN & VLMT – K54Trang 28