Sử dụng phương pháp tái tạo liều trong đảm bảo chất lượng kế hoạch VMAT trên hệ thống xạ trị truebeam tại Bệnh viện Ung Bướu thành phố Hồ Chí Minh

XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP TÁI TẠO LIỀU
TRONG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG KẾ HOẠCH VMAT
TRÊN HỆ THỐNG XẠ TRỊ TRUEBEAM TẠI BỆNH VIỆN
UNG BƯỚU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
PHAN QUỐC UY1, NGUYỄN TRUNG HIẾU2, ĐỐNG VĂN HIẾU ÂN3, VÕ THỊ THU3, ĐÀM QUANG TIẾN3
TÓM TẮT
Đặt vấn đề: VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) là kỹ thuật xạ trị tiên tiến có điều biến suất liều, tốc
độ quay gantry và MLC giúp việc điều trị phù hợp mô đích một cách hiệu quả. Với kỹ thuật phức tạp này, yêu
cầu độ chính xác cao và việc đảm bảo chất lượng kế hoạch VMAT trước xạ trị đóng vai trò quan trọng.
Kế hoạch điều trị thường được đánh giá một cách tổng thể, nhưng kết quả liều nhận được đối với từng cơ quan
riêng lẻ vẫn chưa được quan tâm.
Mục tiêu nghiên cứu: Kiểm tra, đánh giá kế hoạch điều trị VMAT tại Bệnh viện Ung Bướu TP. HCM, có sử
dụng phương pháp tái tạo liều để đánh giá trên từng cơ quan cụ thể.
Đối tượng và phương pháp: Phân tích số liệu của các bệnh nhân điều trị kế hoạch VMAT trên 2 thuật
toán AAA (Anisotropic Analytical Algorithm) và AXB (Acuros XB) từ tháng 10/2018 đến nay trên hệ thống
TrueBeam tại Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM.
Các kế hoạch VMAT được lập trên hệ thống lập kế hoạch điều trị Eclipse 13.6, sau đó tiến hành QA kế
hoạch trên hệ thống TrueBeam sử dụng thiết bị ArcCHECK với phần mềm SNC Patient. Tái tạo liều, phân tích
DVH trên toàn bộ cơ thể và trên từng cơ quan trong phần mềm 3DVH.
Kết quả: Áp dụng phương pháp đánh giá “Gamma Index” theo tiêu chí 3%/ 3mm cho các kế hoạch điều trị
VMAT trên phần mềm 3DVH được chấp nhận với tỷ lệ đạt là ≥ 99% đối với thuật toán AAA; ≥ 98% đối với thuật
toán AXB. Ngoài ra, tiêu chí 2%/ 2 mm cũng được sử dụng để đánh giá kế hoạch một cách khắt khe hơn với tỷ
lệ đạt là ≥ 95% đối với thuật toán AAA và ≥ 92% đối với thuật toán Acuros XB[3].
Theo tiêu chí đánh giá gamma toàn cục (Global 3%/ 3mm, thuật toán tính liều AAA) là ≥ 99% và sự chệnh
lệch về liều lượng của từng cơ quan dao động trong khoảng  4% đối với liều cực đại, khoảng  1,5% đối với
với liều trung bình và khoảng  2,5% đối với liều tối thiểu.
Kết luận: Nghiên cứu này chỉ ra rằng, việc phân tích theo tiêu chí Gamma trên từng cơ quan cụ thể góp
phần tăng độ tin cậy trong đánh giá chất lượng kế hoạch điều trị VMAT tại Bệnh viện Ung Bướu TP. HCM.
Việc áp dụng thuật toán AAA trên vùng đầu cổ và vùng chậu có tỷ lệ đạt cao hơn so với thuật toán AXB.

Từ khóa: Đảm bảo chất lượng, VMAT, ArcCHECK, Gamma, 3DVH.
ABSTRACT
Background: VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy) is an advanced radiotherapy technique where
dose rate, gantry speed and MLC position are modulated to ensure effective radiotherapy treatment. High
precision and accuracy as well as quality assurance for VMAT plan before treatment delivery play a vital role.
The treatment plan is generally evaluated. However, dose irradiated on individual organs has not been studied
thoroughly.
Aim: Perform quality assurance and evaluation VMAT plans at HCM OH with 3DVH to investigate dose for
individual organs.

KS. Phó Trưởng Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP. HCM
KS. Trưởng Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP. HCM
3 Học viên tại K. KTPX của BVUB TP.HCM_Công ty TNHH Thương mại Đầu tư Vinh Khang

1

2

316

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
Methods: VMAT plans are optimized with 2 algorithms namely AAA (Anisotropic Analytical Algorithm) and
AXB (Acuros XB) from October 2018 up to present time. The plans are delivered using TrueBeam linear
accelerators at the hospital.
All VMAT plans in this report are optimized on Eclipse planning system and performed QA on the
TrueBeam accelerators using ArcCHECK together with SNC Patient software. Dose reconstruction and
analyzing DVH are performed using 3DVH software.

Results: Parameters used for evaluation is 3%/ 3mm Gamma Index for all VMAT plans using 3DVH
software where pass rate is 99% for plans using AAA algorithm, 98% for plans using AXB algorithm.
Parameters such as 2%/ 2mm is also used for more stringent plan evaluation where a passing rate of 95% is
allowed for plans using AAA algorithm and 92% pass rate for plans using AXB algorithm.
Using the 3%/ 3mm with pass rate over 99% for AAA algorithm, dose discrepancy for organs at risk ranges
about  5% for maximum dose, about  1.5% for mean dose and about  2.5% for minimum dose.
Conclusions: This research indicates that analysis using Gamma Index on individual organ increases the
reliability in quality assurance for VMAT plans at Ho Chi Minh City Oncology Hospital.
Optimization using AAA algorithm for Head and Neck patients as well as Cervical patients have higher
passing rate than using AXB algorithm.
Keywords: Quality assurance, VMAT, ArcCHECK, Gamma, 3DVH.
GIỚI THIỆU
VMAT là kỹ thuật điều trị bệnh nhân tại một
hoặc nhiều arc, đồng thời có điều biến về suất liều,
tốc độ quay gantry và vị trí MLC, giúp tăng liều tối đa
vào khối u, giảm thiểu liều vào mô lành và rút ngắn
thời gian điều trị[4]. Đây là một kỹ thuật điều trị tiên
tiến, phức tạp với sự thay đổi đột ngột gradient liều,
do đó việc QA kế hoạch VMAT trước khi tiến hành
xạ trị là một trong những yêu cầu cấp thiết và quan

trọng. Bài nghiên cứu này sử dụng thiết bị và phần
mềm của hãng sản xuất Sun Nuclear, gồm thiết bị
ArcCHECK để ghi nhận giá trị liều đo được thực tế
và phần mềm 3DVH để tái tạo liều xạ.
ArcCHECK là một mảng đầu dò diode 3D có
cấu trúc hình lăng trụ với 1386 diode được sắp xếp
theo dạng xoắn ốc giúp giảm thiểu sai số đối với các
kế hoạch xạ trị IMRT/VMAT[1].

Hình 1. Thiết bị ArcCHECK có sử dụng bộ ghép
Phân tích theo tiêu chí Gamma là so sánh cả về độ chênh lệch liều xạ và khoảng cách không gian giữa kế
hoạch và phép đo thực tế[2].

(1.1)

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

317


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
Trong đó:
Phần trăm chênh lệch giữa liều đo và liều tính toán.
: Khoảng cách giới hạn giữa liều đo và liều tính toán.
: Ngưỡng khoảng cách giới hạn.
: Ngưỡng liều chênh lệch.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dữ liệu yêu cầu

Đối tượng nghiên cứu

Bộ ảnh CT (Computed Tomography - Ảnh chụp
cắt lớp) của ArcCHECK (có bộ ghép đặt trong
khoang thiết bị) với bề dày lát cắt 1mm.

Tiến hành phân tích 10 kế hoạch VMAT của
bệnh nhân vùng đầu cổ và vùng bụng chậu từ tháng
10/2018 đến nay trên hệ thống xạ trị TRUEBEAM tại

Bệnh viện Ung Bướu Thành phố Hồ Chí Minh. Các
kế hoạch được lập trên phần mềm lập kế hoạch điều
trị Eclipse 13.6, sử dụng hai thuật toán tính liều AAA
và Acuros XB với mức năng lượng 6MV.
Các kế hoạch xạ trị đã được sự đồng thuận
giữa các Bác sĩ và Kỹ sư vật lý, sẽ được tiến hành
QA trên hệ thống TrueBeam sử dụng thiết bị
ArcCHECK với phần mềm SNC Patient. Tái tạo liều,
phân tích DVH trên toàn bộ cơ thể và trên từng cơ
quan trong phần mềm 3DVH.

Dữ liệu liên quan đến bệnh nhân, bao gồm: Bộ
ảnh CT, tập tin RT Dose, tập tin RT Structure, tập tin
RT Plan.
Phương pháp thực hiện
Chuyển ảnh CT của ArcCHECK vào TPS
(Treatment Planning System – Hệ thống lập kế
hoạch điều trị) với vai trò như một phantom.
Chuyển kế hoạch bệnh nhân vào ArcCHECK
(Hình 2).

Hình 2. Giao diện trên TPS khi chuyển kế hoạch VMAT vào ảnh CT ArcCHECK.
Tiến hành xạ kế hoạch điều trị bệnh nhân lên thiết bị ArcCHECK bằng chế độ QA và ghi nhận giá trị đo
trên phần mềm SNC Patient sao cho protocol giữa bệnh nhân và trên ArcCHECK là tương tự nhau.

318

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ

Hình 3. So sánh phân bố liều giữa kế hoạch và đo đạc
Sử dụng phần mềm 3DVH tái tạo liều lượng để đánh giá tỉ lệ đạt theo tiêu chí Gamma và đồ thị biểu diễn
sự tương quan giữa liều xạ - thể tích trên từng cơ quan cụ thể của bệnh nhân.

Hình 4. Tái tạo liều trên phần mềm 3DVH.

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

319


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
KẾT QUẢ
Sau quá trình phân tích và đánh giá trên một số bệnh nhân điều trị bằng kỹ thuật VMAT ghi nhận được kết
quả như sau:
Bảng 1. Tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma trên toàn bộ cơ thể
Gamma Passing Rate (%)
(2%/2mm)

(3%/3mm)

AAA

Acuros

AAA

Acuros

Patient 1

98,4

94,9

99,9

99,1

Patient 2

98,0

94,8

99,8

98,9

Patient 3

98,6

95,1

99,9

99,2

Patient 4

96,4

92,9

99,5

98,5

Patient 5

95,4

92,1

99,5

98,2

Patient 6

98,0

94,6

99,3

98,4

Patient 7

95,5

92,1

99,5

98,3

Áp dụng phương pháp đánh giá “Gamma Index” theo tiêu chí 3%/ 3mm cho các kế hoạch điều trị VMAT
trên phần mềm 3DVH được chấp nhận với tỷ lệ đạt là ≥ 99% đối với thuật toán AAA; ≥ 98% đối với thuật toán
Acuros XB. Ngoài ra, tiêu chí 2%/ 2 mm được sử dụng để đánh giá kế hoạch một cách khắt khe hơn với tỷ lệ
đạt là ≥ 95% đối với thuật toán AAA và ≥ 92% đối với thuật toán Acuros XB.
Kết quả phân tích cụ thể trên bệnh nhân Patient 1, điều trị vùng chậu bằng kỹ thuật điều trị VMAT, sử
dụng mức năng lượng 6 MV trên hệ thống máy TrueBeam tại Bệnh viện Ung Bướu TP. HCM.

Hình 5. Chênh lệch về liều khi sử dụng thuật toán AAA.

320

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
Kết quả sự chênh lệch về liều lượng trên giao diện phần mềm 3DVH khi áp dụng thuật toán tính liều AAA
được trình bày trong hình 5.
 Liều tối thiểu (Min): khoảng  3,6%. Sự chênh lệch đáng kể tại bàng quang là - 3,6% và trực tràng là 2,5%, tại PTV_total là 1,3%.
 Liều trung bình (Mean): khoảng từ 0,3% đến 1,3%. Sự chênh lệch đáng kể tại trực tràng là 1,3%, tại

PTV_total là 0,9%.
 Liều cực đại (Max): Khoảng từ 1,6% đến 3,3%. Sự chênh lệch đáng kể tại vùng ruột là 3,3%, tại bàng
quang là 2,7%, tại trực tràng 2,1% và tại PTV_total là 2,7%.
Ngoài ra, ta cũng nhận thấy hầu như các giá trị liều cực đại ghi nhận được tại các vùng quan tâm khi đo
đạc thực nghiệm (Max - Comparison) đều cao hơn so với liều tính toán trên kế hoạch điều trị
(Max – Reference). Đồng thời độ chênh lệch về liều ở các giá trị liều cực đại cũng cao hơn ở các giá trị liều
trung bình và liều cực tiểu.

Hình 6. Đồ thị DVH liều kế hoạch và liều đo được.
Đồ thị phân bố DVH giữa liều lượng trong kế hoạch điều trị và liều đo được thực tế thể hiện trong hình 6.
Bảng 2. Phần trăm tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma và chênh lệch liều tính theo thuật toán AAA
 - Passing Rate
(3%/ 3mm)

 - Passing Rate
(2%/ 2mm)

%DD Min

%DD Mean

%DD Max

99,9

98,4

0,000

0,529

2,713

Bladder

99,4

94,9

-3,619

0,992

2.713

Rectum

100,0

98,6

2,518

1,164

2,054

FemoralHead_L

100,0

100,0

0,000

0,249

1,909

FemoralHead_R

100,0

100,0

0,000

0,537

1,598

Bowel

100,0

98,8

0,000

0,732

3,269

Bone_Marrow

0,0

99,4

0,000

0,334

1,723

PTV

99,8

95,9

1,310

0,901

2,713

ROI Name
Body

Tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma và phần trăm chênh lệch về liều lượng khi áp dụng thuật toán tính liều AAA
được thể hiện trong bảng 2. Qua đó, nhận thấy kết quả kế hoạch đạt theo tiêu chí 3%/ 3mm và 2%/ 2mm đều
nằm trong phạm vi cho phép. Ngoài ra, phần trăm chệnh lệch về liều cũng có sự sai biệt từ khoảng - 3,6% đến
1,3% đối với liều cực tiểu, từ khoảng 0,2% đến 1,2% đối với liều trung bình và từ khoảng 1,5% đến 3,2% cho
liều cực đại.

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

321


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
Bảng 3. Phần trăm tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma và chênh lệch liều tính theo thuật toán AXB
 - Passing Rate
(3%/3 mm)

 - Passing Rate
(2%/ 2mm)

%DD Min

%DD Mean

%DD Max

Body

99,1

94,9

0,000

0,947

3,070

Bladder

95,2

84,7

-2,011

1,847

3,827

Rectum

98,2

94,5

-0,003

1,735

2,431

FemoralHead_L

99,9

98,9

0,000

0,992

2,224

FemoralHead_R

100,0

100,0

0,000

0,891

2,943

Bowel

99,9

97,7

0,000

1,156

1,642

Bone_Marrow

99,7

97,7

0,000

0,820

2,643

PTV

96,3

84,2

1,898

1,410

3,070

ROI Name

Bảng 3 thể hiện phần trăm chênh lệch về liều lượng và tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma trong trường hợp áp
dụng thuật toán tính liều AXB. Từ các kết quả trong bảng cho thấy phần trăm chệnh lệch về liều cũng có sự sai
biệt từ khoảng -2,0% đến 1,8% đối với liều cực tiểu, từ khoảng 0,8% đến 1,8% đối với liều trung bình và từ
khoảng 1,6% đến 3,8% cho liều cực đại. Bên cạnh đó, tỷ lệ đạt của kế hoạch theo tiêu chí lần lượt 3%/ 3mm
và 2%/ 2mm có sự chệnh lệch đáng kể ở một số vùng: bàng quang 95,2% và 84,7%, PTV 96,3% và 84,2%.

Hình 7. Đồ thị so sánh về sự chênh lệch liều cực đại và liều trung bình giữa thuật toán AAA và AXB
Sự chênh lệch liều cực đại và liều trung bình giữa thuật toán tính liều AAA và AXB được trình bày trong
đồ thị Hình 7. Nhận thấy, hầu hết giá trị liều trung bình và liều cực đại của thuật toán AAA cao hơn thuật toán
AXB tại các vùng quan tâm.
Áp dụng phương pháp đánh giá “Gamma Index” theo tiêu chí 3%/ 3mm cho các kế hoạch điều trị VMAT
trên phần mềm 3DVH được chấp nhận với tỷ lệ đạt là ≥99% đối với thuật toán AAA. Còn đối với tiêu chí 2%/
2mm được sử dụng để đánh giá kế hoạch một cách khắt khe hơn với tỷ lệ đạt là ≥89%, ngoại trừ tuyến giáp tỷ
lệ đạt là khoảng 78%.
322

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
Kết quả phân tích cụ thể trên bệnh nhân Patient 3, điều trị vùng đầu cổ bằng kỹ thuật điều trị VMAT, sử
dụng mức năng lượng 6MV trên hệ thống máy TrueBeam tại bệnh viện Ung Bướu TP.HCM.

Hình 8. Chênh lệch về liều khi sử dụng thuật toán AAA
Kết quả sự chệnh lệch về liều lượng trên giao diện phần mềm 3DVH khi áp thuật toán tính liều AAA được
trình bày trong Hình 8.
 Liều tối thiểu (Min): Khoảng -0,5% đến 1,9%. Sự chênh lệch liều tại tuyến giáp là 1,9%.

 Liều trung bình (Mean): Từ khoảng -0,1% đến 2,3%. Sự chênh lệch cao nhất xảy ra ở tuyến giáp là 2,3%.
TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

323


XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ
 Liều cực đại (Max): Khoảng từ 0% đến 3,3%. Sự chênh lệch đáng kể tại vùng PTV-70 là 3,3%.
Ngoài ra, phần lớn liều cực đại ghi nhận được trong thực nghiệm đo liều (Max-Comparison) luôn có giá trị
cao hơn kế hoạch điều trị (Max–Reference) ở các vùng quan tâm luôn có giá trị cao hơn. Đồng thời độ chênh
lệch về liều ở các giá trị liều cực đại cũng cao hơn ở các giá trị liều trung bình và liều cực tiểu.

Hình 9. Đồ thị DVH liều kế hoạch và liều đo được.
Đồ thị phân bố DVH giữa liều lượng trong kế hoạch điều trị và liều đo được thực tế thể hiện trong Hình 9.

Bảng 4. Phần trăm tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma và chênh lệch liều tính theo thuật toán AAA.
 - Passing Rate
(3%/ 3mm)

-Passing Rate
(2%/ 2mm)

%DD Min

%DD Mean

%DD Max

Body

99,4

94,3

0,000

1,257

2,757

Bones

99,7

96,8

0,000

1,281

2,521

Brain

100,0

100,0

0,000

0,315

0,000

Brainstem

100,0

100,0

ROI Name

0,000

-0,152

0,000

Chiasm

0,000

0,000

0,000

Cochlea_L

0,000

0,000

0,000

Cochlea_R

0,000

0,000

0,000

Eye_L

0,000

0,000

0,000

Eye_R

0,000

0,000

0,000

Lens_L

0,000

0,000

0,000

Lens_R

0,000

0,000

0,000

Lung_L

100,0

99,5

0,000

1,171

1,580

Lung_R

100,0

99,1

0,000

1,759

1,185

PTV-60

99,0

89,9

1,713

1,050

2,757

PTV-66

99,3

93,9

-0,588

0,640

2,757

PTV-70

99,7

95,8

-0,419

0,483

3,356

Thyroid

96,6

78,3

1,944

2,346

2,544

324

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ

Bảng 4 thể hiện phần trăm chệnh lệch về liều
lượng và tỷ lệ đạt theo tiêu chí Gamma trong trường
hợp áp dụng thuật toán tính liều AAA. Từ các kết
quả trong bảng cho thấy có sự sai lệch về liều cực
tiểu từ khoảng -0,5% đến 1,9% , nhưng với liều
trung bình thì sự chênh lệch từ khoảng -0,1% đến
2,3% và từ khoảng 0% đến 3,3% cho liều cực đại.
Trong đó, một số cơ quan như: mắt, thủy tinh thể
không có sự chênh lệch giữa liều kế hoạch và liều
đo đạc.
KẾT LUẬN
Phân tích các trường hợp bệnh nhân cho thấy
kết quả đánh giá kế hoạch VMAT tổng thể đều được
chấp nhận với tỉ lệ đạt cao, tuy nhiên việc phân tích
trên từng cơ quan cụ thể giúp đánh giá chất lượng
kế hoạch một cách chính xác và khách quan hơn.
Qua đó, giúp việc điều chỉnh kế hoạch tại các vùng
quan tâm trở nên dễ dàng theo mong muốn và mang
lại hiệu quả điều trị cao.

TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Anh
1. Sun Nuclear, “ArcCHECK Reference Guide”,
2009-2014.
2. D. A. Low, W. B. Harms, S. Mutic, and J. A.

Purdy, “A technique for the quantitative
evaluation of dose distributions,” Med. Phys. 25
(5), 656-661 (1998).
3. TG-119 IMRT Commissioning Tests Instructions
for Planning, Measurement, and Analysis
Version 10/21/2009.
Website
4. />
325