Đo đạc và tính toán phân bố liều photon trong xạ trị điều biến cường độ sử dụng các ngàm chuyển động độc lập (jo imrt) với hệ máy gia tốc tuyến tính siemens primus

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

DƯƠNG THANH TÀI

ĐO ĐẠC VÀ TÍNH TỐN PHÂN BỐ LIỀU
PHOTON TRONG XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN
CƯỜNG ĐỘ SỬ DỤNG CÁC NGÀM CHUYỂN
ĐỘNG ĐỘC LẬP (JO-IMRT) VỚI HỆ MÁY
GIA TỐC TUYẾN TÍNH SIEMENS PRIMUS
Ngành: Vật lý Nguyên tử và hạt nhân
Mã số ngành: 62440501

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN

Tp. Hồ Chí Minh năm 2019


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
– ĐHQG TP Hồ Chí Minh
Người hướng dẫn khoa học:
1. HDC: TS. Nguyễn Đông Sơn
2. HDP: PGS.TS. Trương Thị Hồng Loan

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Phản biện độc lập 1:
Phản biện độc lập 2:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Cơ sở
đào tạo họp tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM,
vào hồi ………. giờ ………, ngày …….. tháng …….. năm ……..

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
1. Thư viện Tổng hợp Quốc gia Tp.HCM
2. Thư viện trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG-HCM


MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................i
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.............................................................ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ, CÁC KỸ THUẬT XẠ NGOÀI .... 7
1.1. Tổng quan về ung thư ....................................................................................... 7
1.2. Các phương pháp điều trị ung thư .................................................................. 11
1.3. Các kỹ thuật xạ trị ngoài trong điều trị ung thư .............................................. 12
1.3.1. Kỹ thuật xạ trị thường quy (2D conventional radiotherapy) .................... 12
1.3.2. Kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (Three dimensional conformal radiotherapy) ... 13
1.3.3. Kỹ thuật xạ trị trường trong trường (FIF, Field in Field) ......................... 13
1.3.4. Kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ (IMRT) ............................................. 14
1.3.5. Kỹ thuật xạ trị điều biến thể tích cung trịn (VMAT) .............................. 15
1.3.6. Kỹ thuật xạ trị dưới hướng dẫn hình ảnh (IGRT) .................................... 16
1.4. Kết luận chương 1 ........................................................................................... 16
CHƯƠNG 2. KỸ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN CƯỜNG ĐỘ CHỈ VỚI CÁC
NGÀM CHUYỂN ĐỘNG ĐỘC LẬP (JO-IMRT) ............................................... 17
2.1. Sự phát triển từ kỹ thuật 3D-CRT đến IMRT................................................. 17
2.2. Các loại kỹ thuật xạ trị IMRT ......................................................................... 18

2.3. Kỹ thuật xạ trị IMRT với các ngàm chuyển động độc lập (JO-IMRT) .......... 19
2.4. Lập kế hoạch xạ trị ......................................................................................... 21
2.4.1. Hệ thống phần mềm lập kế hoạch xạ trị ................................................... 21
2.4.2. Quy trình lập kế hoạch xạ trị 3D-CRT và JO-IMRT ............................... 22
2.4.3. Tính tốn liều trong hệ thống phần mềm lập kế hoạch ............................ 23
2.5. Phương pháp đánh giá kế hoạch ..................................................................... 25
2.5.1. Đánh giá kế hoạch dựa vào phân bố liều trên từng lát cắt ....................... 25
2.5.2. Đánh giá kế hoạch dựa vào biểu đồ phân bố liều - thể tích (DVH) ......... 26
i


2.5.3. Đánh giá kế hoạch dựa vào các chỉ số được bổ sung ............................... 27
2.5.3.1. Đánh giá kế hoạch dựa vào chỉ số phù hợp (Conformity index, CI) . 27
2.5.3.2. Chỉ số đo độ dốc liều (Gradient index, GI)........................................ 28
2.5.3.3. Chỉ số đồng nhất (homogeneity index, HI)........................................ 28
2.6. Phương pháp kiểm tra chất lượng của kế hoạch xạ trị ................................... 29
2.7. Phương pháp đánh giá phân bố liều JO-IMRT bằng thực nghiệm ................. 31
2.7.1. Phép đo với buồng ion hóa FC65-P ......................................................... 31
2.7.2. Các phép đo với MapCHECK2 và Octvavius 4D .................................... 33
2.8. Kết luận chương 2 ........................................................................................... 34
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG MONTE CARLO TRONG XẠ
TRỊ ........................................................................................................................... 35
3.1. Máy gia tốc tuyến tính .................................................................................... 36
3.1.1. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của máy gia tốc tuyến tính.................... 36
3.1.2. Cấu tạo máy gia tốc tuyến tính ................................................................. 37
3.1.3. Cấu tạo đầu máy gia tốc ........................................................................... 38
3.2. Các chương trình mơ phỏng Monte Carlo dùng trong xạ trị .......................... 41
3.3. Chương trình EGSnrc trong xạ trị .................................................................. 43
3.3.1. Phần mềm BEAMnrc ............................................................................... 44
3.3.1.1. Hoạt động của BEAMnrc................................................................... 46

3.3.1.2. File không gian pha *.egsphsp1 ......................................................... 47
3.3.2. Phần mềm DOSXYZnrc ........................................................................... 48
3.3.2.1. Khai báo phantom .............................................................................. 48
3.3.2.2. Khai báo nguồn .................................................................................. 49
3.3.2.3. Kết quả chạy DOSXYZnrc (File *.3ddose) ....................................... 50
3.4. Ứng dụng Monte Carlo tính phân bố liều cho kỹ thuật JO-IMRT ................. 51
3.5. Phương pháp xác định các thông số electron đập vào bia .............................. 53
3.6. Bố trí thực nghiệm .......................................................................................... 56
3.6.1. Chuẩn liều cho máy gia tốc tuyến tính Primus M5497 tại Bệnh viện...... 56
3.6.2. Thực nghiệm đo các thông số so sánh với mô phỏng .............................. 57
ii


3.6.2.1. Thực nghiệm đo liều tuyệt đối ........................................................... 57
3.6.2.2. Thực nghiệm đo PDD, OCR .............................................................. 58
3.6.2.3. Thực nghiệm đo phân bố liều bằng Octavius 4D .............................. 58
3.7. Phương pháp so sánh và đánh giá kết quả mô phỏng ..................................... 59
3.7.1. Hiển thị đường đồng liều (isodose line) ................................................... 59
3.7.2. Biểu đồ liều lượng - thể tích ..................................................................... 60
3.7.3. Độ lệch tương đối ..................................................................................... 60
3.7.4. Chỉ số Gamma .......................................................................................... 61
3.7.5. Đánh giá dựa vào liều tới khối u và cơ quan ............................................ 63
3.8. Kết luận chương 3 ........................................................................................... 63
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ KỸ THUẬT XẠ TRỊ ĐIỀU BIẾN CƯỜNG
ĐỘ (JO-IMRT) VÀ THẢO LUẬN ........................................................................ 64
4.1. So sánh phân bố liều của kỹ thuật lập kế hoạch điều biến cường độ JO IMRT
(phân bố liều JO-IMRT) so với kỹ thuật lập kế hoạch 3D-CRT ........................... 65
4.1.1. Đánh giá dựa trên các thông số lập kế hoạch điều trị .............................. 65
4.1.2. Đánh giá dựa trên các thơng số tính tốn bổ sung ................................... 68
4.1.2.1. Chỉ số phù hợp (CI) ........................................................................... 68

4.1.2.2. Chỉ số đồng nhất (HI) ........................................................................ 69
4.1.2.3. Chỉ số đo độ dốc liều (GI).................................................................. 70
4.1.2.4. Chỉ số MU .......................................................................................... 71
4.2. Đánh giá phân bố liều JO-IMRT bằng thực nghiệm ...................................... 72
4.2.1. Kết quả đo liều điểm bằng buồng ion hóa ................................................ 72
4.2.2. Kết quả đo bằng ma trận các đầu dò ........................................................ 72
4.3. Đánh giá phân bố liều JO-IMRT bằng phương pháp mô phỏng MC ............. 75
4.3.1. Thông số electron đập vào bia .................................................................. 75
4.3.2. Mô phỏng đầu máy gia tốc Primus M5497 theo phương pháp thông thường
............................................................................................................................ 79
4.3.2.1. Đường phần trăm liều theo theo độ sâu (PDD) ................................. 81
4.3.2.2. Đường phân bố liều theo phương ngang (OCR) ................................ 83
iii


4.3.3. Mô phỏng đầu máy gia tốc theo phương pháp của tác giả Paolo Francescon
[35] ..................................................................................................................... 87
4.3.4. Tính phân bố liều bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo với phần
mềm EGSnrc ...................................................................................................... 88
4.3.4.1. Tính tốn liều trên phantom đồng nhất và không đồng nhất ............. 88
4.3.4.2. Phân bố liều cho kỹ thuật JO-IMRT .................................................. 92
4.4. Kết luận chương 4 ........................................................................................... 96
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 97
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ .................................. 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 102
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 109

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Các chữ
viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

2D

Two – Dimensional

Không gian hai chiều

2D – RT

Two Dimension Radiotherapy

Xạ trị hai chiều

3D

Three – Dimensional

Không gian ba chiều

3D – CRT

Three Dimensional Conformal
RadioTherapy

Xạ trị thích ứng ba chiều

4D – RT

Four Dimension Radiotherapy

Xạ trị bốn chiều

AAA

Analytical Anisotropic Algorithm

Thuật tốn phân tích dị hướng

AAPM

American Association of
Physicists in Medicine

Hiệp hội Vật lý Y khoa

AFC

Automatic Frequency Control

Bộ điều chỉnh tần số tự động

BVĐKĐN

Dong Nai General Hospital

Bệnh viện Đa khoa Đồng Nai

CCC

Collapsed Cone Convolution

Tích chập hình nón suy yếu

CCU

Common Control Unit

Bộ điều khiển chung

CI

Conformity Index

Chỉ số tương quan liều

CM

Component Module

Đơn vị thành phần

CT

Computed Tomography

Ảnh cắt lớp

CTV

Clinical Target Volume

Thể tích bia lâm sàng

DICOM

Digital Imaging and
Communications in Medicine

Hình ảnh kỹ thuật số và thông
tin trong y học

DVH

Dose Volume Histograms

Biểu đồ liều lượng - thể tích

ECUT

Electron Cut - Off Energy

Năng lượng ngưỡng electron

Hoa Kỳ

v


EGS

Electron Gamma Shower

Mô phỏng Monte Carlo vận
chuyển chùm photon, electron

EUD

Equivalent Uniform Dose

Liều tương đương

FP

Fast Photon

Photon nhanh

FPE

Fast Photon Eff.Path

Photon nhanh quãng đường
hiệu dụng

FIF

Field in Field

Kỹ thuật xạ trị trường trong
trường

FS

Field Size

Trường chiếu

FWHM

Full Width at Half Maximum

Chiều rộng tối đa một nửa

GEANT4

GEometry ANd Tracking 4

Mô phỏng Monte Carlo vận
chuyển loại hạt N

GI

Gradient Index

Chỉ số tương quan liều - độ
chênh lệch liều

GTV

Gross Tumor Volume

Thể tích khối u nguyên phát

HI

Homogeneity Index

Chỉ số đồng nhất

IAEA

International Atomic Energy
Agency

Cơ quan Năng lượng nguyên
tử quốc tế

ICRU

International Commission on
Radiation Units and
Measurements

Ủy ban Quốc tế về đơn vị và
đo lường bức xạ

IGRT

Image Guide Radiotherapy

Xạ trị theo sự chỉ dẫn hình
ảnh
Xạ trị điều biến cường độ

LINAC

Intensity Modulated Radiation
Therapy
Jaw Only Intensity Modulated
Radiation Therapy
Linear Accelerator

MC

Monte Carlo

Monte Carlo

MCNP

Monte Carlo N Particle

Mô phỏng Monte Carlo vận

chuyển loại hạt N

MLC

Multileaf Collimator

Bộ chuẩn trực đa lá

IMRT
JO-IMRT

vi

Xạ trị điều biến liều bằng
ngàm độc lập
Máy gia tốc tuyến tính


MLC –
IMRT
MRI

MultiLeaf Collimator – Intensity
Modulated Radiation Therapy
Magnetic Resonance Imaging

Xạ trị điều biến liều bằng bộ
chuẩn trực đa lá
Chụp ảnh cộng hưởng từ

MU

Monitor Unit

Đơn vị máy

MV

Megavolt

Mêga-vôn

OAR/OCR

Off -Axis Ratio/Off -Center Ratio

Tỉ số lệch trục hay phần bố
liều theo phương ngang

OAR

Organs At Risk

Cơ quan cần bảo vệ có nguy
cơ nhận liều cao

PBC

Pencil Beam Convolution

Thuật tốn chùm tia bút chì

PCUT

Photon Cut-Off Energy

Năng lượng ngưỡng của
photon

PDD

Percentage Depth Dose

Phần trăm liều theo độ sâu

PTV

Planning Target Volume

Thể tích bia lập kế hoạch

PENELOPE

Penetration and Energy Loss of
Positrons and Electrons

Mô phỏng Monte Carlo vận
chuyển electron và positron

QA

Quality Assurance

Đảm bảo chất lượng

QUASAR

Quality Assurance System for
Advanced Radiotherapy

Hệ thống đảm bảo chất lượng
xạ trị

SAD

Source-Axis Distance

Khoảng cách từ nguồn tới trục
trung tâm

SSD

Source-Surface Distance

Khoảng cách nguồn tới bề mặt
phantom (hoặc bệnh nhân)

TPS

Treatment Planning System

Hệ thống lập kế hoạch điều trị

VMAT

Volumetric Modulated Arc
Therapy

Xạ trị điều biến thể tích cung
trịn

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Các hệ thống lập kế hoạch [51] ............................................................... 21
Bảng 4.1: Tổng kết so sánh liều hấp thụ giữa 3D-CRT và JO-IMRT ...................... 68
Bảng 4.2: Thay đổi các giá trị năng lượng E trung bình và FWHM ........................ 75
Bảng 4.3: So sánh kết quả với các nghiên cứu trước [12]........................................ 76
Bảng 4.4: Tóm tắt liều tới các cơ quan và PTV cho 15 trường hợp ung thư vòm ... 95

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Ước tính trường hợp mắc bệnh ung thư (a) và trường hợp tử vong (b) trên
thế giới cho cả Nam giới và Nữ giới [37]. .................................................................. 8
Hình 1.2: Các loại ung thư phổ biến ở Việt Nam [37]. .............................................. 9
Hình 1.3: Các loại ung thư phổ biến ở Nam giới (a) và Nữ giới (b) [37]. ................. 9
Hình 1.4: Thống kê ung thư vòm tại các nước trong khu vực Châu Á [37]. ........... 10

Hình 1.5: Máy mơ phỏng (a) và phim X-quang (b) [62]. ........................................ 12
Hình 1.6: Kỹ thuật xạ trị thường quy 2D (a) và kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (b) [81]. .. 13
Hình 1.7: Minh họa nguyên lý cơ bản của kỹ thuật IMRT. ..................................... 14
Hình 1.8: Phân bố liều của kỹ thuật IMRT và VMAT............................................. 15
Hình 2.1: So sánh phân bố cường độ giữa kế hoạch 3D (trái), IMRT (phải) [21]... 18
Hình 2.2: Các loại kỹ thuật IMRT hiện nay [51]. .................................................... 19
Hình 2.3: Bản đồ liều lượng phức hợp. .................................................................... 20
Hình 2.4: Hình dạng chùm tia được tạo ra bởi MLC (trái) và Jaws (phải). ............. 20
Hình 2.5: Các hệ thống phần mềm lập kế hoạch [88]. ............................................. 22
Hình 2.6: Quy trình lập kế hoạch xạ trị. ................................................................... 23
Hình 2.7: Phân bố liều của kế hoạch xạ trị IMRT (trái) và 3D-CRT (phải). ........... 26
Hình 2.8: Biểu đồ liều lượng-thể tích....................................................................... 26
Hình 2.9: Minh họa các đại lượng trong cơng thức tính CI [17]. ............................ 28
Hình 2.10: Minh họa các đại lượng trong cơng thức tính GI. .................................. 28
Hình 2.11: Phương pháp QA dựa trên thực nghiệm (a) và tính tốn (b) [65].......... 30
Hình 2.12: Phương pháp QA dựa trên mơ phỏng MC [65]. .................................... 31
Hình 2.13: Quy trình kiểm tra kế hoạch sử dụng buồng ion hóa. ............................ 32
Hình 2.14: Bố trí thực nghiệm đo liều điểm bằng buồng ion hóa. ........................... 32
Hình 2.15: Quy trình thực hiện kiểm tra kế hoạch IMRT. ....................................... 33
Hình 2.16: Thiết bị MapCHECK2 (trái) và Octavius 4D 1500 (phải). .................... 34
Hình 3.1: Sơ đồ tổng quan cấu tạo gia tốc [28]........................................................ 36
Hình 3.2: Nguyên tắc hoạt động của máy gia tốc [28]............................................. 36
Hình 3.3: Máy gia tốc tuyến tính tại Bệnh viện. ...................................................... 37
ix


Hình 3.4: Cấu tạo chi tiết các thành phần của máy gia tốc tuyến tính Primus [28]. 38
Hình 3.5: Đầu máy gia tốc với chế độ phát photon (trái) và electron (phải) [9]...... 39
Hình 3.6: Cửa thốt của electron sau khi được bẻ cong 270o [28]. ......................... 39
Hình 3.7: Gương để xác định vị trí chùm tia (trái) và bộ lọc phẳng (phải). ............ 40

Hình 3.8: Buồng ion hóa cho photon (a) và electron (b). ........................................ 40
Hình 3.9: Sơ đồ minh hoạ hai bước để mô phỏng Monte Carlo trong xạ trị [12].... 42
Hình 3.10: Mối liên hệ giữa BEAMnrc và DOSXYZnrc. ....................................... 44
Hình 3.11: Nguồn số 0 - Nguồn song song đến từ mặt trước [61]........................... 45
Hình 3.12: Nguồn số 19 – Nguồn có bán kính phân bố Gauss [61]. ....................... 45
Hình 3.13: Cửa sổ khai báo các CM máy gia tốc và thông tin các thành phần. ...... 46
Hình 3.14: Cửa sổ cho khai báo phantom. ............................................................... 48
Hình 3.15: Nguồn số 2 trong thư viện DOSXYZnrc [78]........................................ 49
Hình 3.16: Giao diện khai báo các thông số của nguồn 2 trong DOSXYZnrc ........ 50
Hình 3.17: Giao diện khai báo nguồn 8 trong DOSXYZnrc. .................................. 50
Hình 3.18: Giao diện đồ họa người dùng của phần mềm DOSCTP [25]. ............... 51
Hình 3.19: Các phân đoạn trường chiếu................................................................... 52
Hình 3.20: Quy trình tính liều cho JO-IMRT bằng DOSCTP. ................................ 53
Hình 3.21: Electron được gia tốc trước khi đập vào bia [28]. ................................. 53
Hình 3.22: Quy trình tiến hành [12]. ........................................................................ 54
Hình 3.23: Khai báo cho nguồn số 0. ....................................................................... 55
Hình 3.24: Khai báo cho nguồn số 19. ..................................................................... 55
Hình 3.25: Máy gia tốc tuyến tính (a), phantom nước (b), điện kế (c) tại Bệnh
viện. ........................................................................................................................... 56
Hình 3.26: Đo liều tuyệt đối trong phantom plastics. .............................................. 57
Hình 3.27: Hệ đo thực nghiệm (Hình trái) và sơ đồ kết nối (Hình phải). ................ 58
Hình 3.28: Thiết bị Octavius 4D 1500. .................................................................... 59
Hình 3.29: So sánh phân bố liều tính từ MC (trái) và TPS (phải). .......................... 59
Hình 3.30: So sánh DVH của TPS (nét liền) và Monte Carlo (nét đứt). ................. 60
Hình 3.31: Minh hoạ phương pháp đánh giá bằng chỉ số Gamma [43]. .................. 61
x


Hình 3.32: Chỉ số gamma từ phần mềm ScanDoseMatch. ...................................... 62
Hình 3.33: Quy trình xử lý số liệu bằng phần mềm Verisoft. .................................. 63

Hình 4.1: Phân bố liều giữa kỹ thuật xạ trị JO-IMRT (trái) và 3D-CRT (phải). ..... 65
Hình 4.2: Liều hấp thụ tới tuyến mang tai phải. ...................................................... 66
Hình 4.3: Liều hấp thụ tới tuyến mang tai trái. ........................................................ 66
Hình 4.4: Biểu đồ DVH của tủy sống. ..................................................................... 67
Hình 4.5: Chỉ số phù hợp của kế hoạch 3D-CRT và JO-IMRT. .............................. 68
Hình 4.6: Chỉ số đồng nhất của kế hoạch 3D-CRT và JO-IMRT. ........................... 69
Hình 4.7: Chỉ số đo độ dốc của kế hoạch 3D-CRT và JO-IMRT. ........................... 70
Hình 4.8: Chỉ số MU của kế hoạch 3D-CRT và JO-IMRT. .................................... 71
Hình 4.9: Phần trăm sai khác giữa tính tốn và đo đạc sử dụng buồng ion hóa. ..... 72
Hình 4.10: Kết quả giữa tính tốn và đo đạc sử dụng MapCHECK2. ..................... 73
Hình 4.11: Kết quả giữa tính toán và đo đạc sử dụng Octavius 4D 1500. ............... 74
Hình 4.12: Phần trăm gamma của MapCHECK2 và Octavius 4D 1500. ................ 74
Hình 4.13: Kết quả mơ phỏng và thực nghiệm của PDD với trường chiếu: 3×3, 5×5,
8×8 cm2. .................................................................................................................... 77
Hình 4.14: Phân bố liều theo phương ngang tại các độ sâu khác nhau của trường
chiếu 3×3 cm2. ........................................................................................................... 78
Hình 4.15: Phân bố liều theo phương ngang tại các độ sâu khác nhau của trường
chiếu 5×5 cm2. ........................................................................................................... 78
Hình 4.16: Phân bố liều theo phương ngang tại các độ sâu khác nhau của trường
chiếu 8×8 cm2. ........................................................................................................... 79
Hình 4.17: Các thành phần máy gia tốc được mô phỏng bằng BEAMnrc. ............. 80
Hình 4.18: Khai báo phantom cho DOSXYZnrc. .................................................... 81
Hình 4.19: Kết quả mô phỏng và thực nghiệm của PDD......................................... 82
Hình 4.20: Sai khác tương đối theo độ sâu. ............................................................. 82
Hình 4.21: Phân bố liều theo phương ngang tại độ sâu 1,5 cm. .............................. 84
Hình 4.22: Phân bố liều theo phương ngang (OCR) tại độ sâu 5 cm. ..................... 84
Hình 4.23: Phân bố liều theo phương ngang tại độ sâu 10 cm. ............................... 85
xi

Hình 4.24: Phân bố liều theo phương ngang tại độ sâu 20 cm. ............................... 86
Hình 4.25: Phân bố liều tại các độ sâu khác nhau trong phantom. .......................... 86
Hình 4.26: Sơ đồ thiết lập BEAM A và BEAM B [35]. .......................................... 87
Hình 4.27: Kết quả mơ phỏng BEAM A và BEAM B............................................. 88
Hình 4.28: Phantom khơng đồng nhất và phantom đồng nhất. ................................ 88
Hình 4.29: Kết quả so sánh giữa MC và TPS trên phần mềm VeriSoft với 1 trường
chiếu của phantom đồng nhất. ................................................................................... 89
Hình 4.30: Kết quả so sánh giữa MC và TPS trên phần mềm VeriSoft với 4 trường
chiếu của phantom đồng nhất. ................................................................................... 90
Hình 4.31: Kết quả so sánh giữa MC và TPS trên phần mềm VeriSoft với 1 trường
chiếu của phantom khơng đồng nhất......................................................................... 91
Hình 4.32: Liều tại độ sâu khác nhau giữa TPS, EGS và thực nghiệm. .................. 91
Hình 4.33: So sánh phân bố liều giữa TPS (nét liền) và mô phỏng MC (nét đứt) cho
kế hoạch JO-IMRT của phantom Octavius. .............................................................. 92
Hình 4.34: Kết quả so sánh phân bố liều giữa thực nghiệm và mơ phỏng MC. ...... 93
Hình 4.35: Phân bố liều cho một trường chiếu nhỏ nhất giữa TPS và EGS. ........... 94
Hình 4.36: So sánh phân bố liều được tính tốn từ MC và TPS. ............................. 94
Hình 4.37: Biểu đồ liều lượng thể tích MC (nét đứt), TPS (nét liền). ..................... 95

xii


MỞ ĐẦU
Hiện nay, có ba phương pháp chính để điều trị cho bệnh nhân ung thư là phẫu thuật,
hóa trị và xạ trị. Trong đó, xạ trị được áp dụng phổ biến đối với hầu hết các loại ung thư.
Mục đích của xạ trị là tiêu diệt các tế bào ung thư bằng bức xạ ion hóa với năng lượng và
liều lượng thích hợp. Xạ trị ngồi là kỹ thuật chiếu các chùm bức xạ ion hóa - từ bên ngồi,
tập trung vào khối u. Cơng cụ phát chùm bức xạ hiện đang được áp dụng rộng rãi là máy
gia tốc. Kích thước chùm tia chiếu vào khối u có thể thay đổi được, nhờ vào tấm chắn bức
xạ trên máy gia tốc thường được gọi là các ngàm (Jaws).

Bài tốn chính của xạ trị là làm sao cung cấp liều hấp thụ đủ cao cho khối u để có thể
tiêu diệt nó, trong khi đó phải duy trì liều hấp thụ đủ nhỏ cho các cơ quan lành lân cận để
giảm thiểu tổn thương cho chúng [2]. Sự phát triển của xạ trị trong những năm qua luôn đi
theo hướng tối ưu hóa việc phân bố liều này. Từ kỹ thuật tính tốn phân bố liều hai chiều
(2D) đơn giản, người ta đã tiến đến kỹ thuật tính phân bố liều ba chiều theo hình dạng khối
u (3D conformal radiation therapy, 3D-CRT); kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ (Intensity
modulated radiation therapy, IMRT); kỹ thuật xạ trị dưới sự hướng dẫn của hình ảnh
(Image guided radiation therapy, IGRT); kỹ thuật xạ trị điều biến thể tích (Volumetric
modulated arc radiotherapy, VMAT); kỹ thuật xạ trị cắt lớp (Tomotherapy) và kỹ thuật xạ
trị bằng hạt nặng (Heavy ion therapy) [1].
Ở Việt Nam hiện nay, kỹ thuật đang được sử dụng phổ biến tại nhiều trung tâm xạ trị
chủ yếu là 3D-CRT. Kỹ thuật này có hạn chế trong việc tính phân bố liều trong những
trường hợp khối u có cấu trúc phức tạp, đặc biệt khi khối u nằm rất gần các vùng cơ quan
lành, nhạy cảm cần bảo vệ như tủy sống, tuyến mang tai, dây thần kinh thị giác,... Kỹ thuật
IMRT ra đời là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xạ trị, giúp khắc phục những hạn chế
của kỹ thuật 3D-CRT. Tuy nhiên, việc ứng dụng kỹ thuật IMRT vào lâm sàng tại Việt Nam
còn diễn ra rất chậm chạp so với các quốc gia phát triển như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đức,…vì
nhiều lý do về kinh tế và kỹ thuật như được trình bày dưới đây.
Nguyên tắc của kỹ thuật IMRT là chiếu bệnh nhân bằng rất nhiều chùm tia nhỏ (gọi
là các trường chiếu nhỏ, segment hay beamlet) có cường độ khác nhau, nhằm tạo nên một
1


phân bố liều hấp thụ phù hợp tốt hơn cho những khối u có hình dạng phức tạp [79]. Để tạo
ra các chùm tia nhỏ cho kỹ thuật IMRT, người ta thường dùng một bộ phận che chắn bức
xạ bổ sung cho máy gia tốc; đó là các tấm chuẩn trực đa lá (Multileaf collimator, MLC)
[54]. Các MLC hiện đại bao gồm hàng trăm lá chắn chuyển động độc lập và linh hoạt, có
thể được lập trình để tạo ra những chùm bức xạ có kích thước nhỏ theo u cầu. Tuy nhiên,
với các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam, việc áp dụng kỹ thuật IMRT với MLC
là khơng dễ dàng. Các khó khăn bao gồm vốn đầu tư, việc nắm vững một kỹ thuật điều trị

phức tạp và việc bảo đảm chất lượng cho thiết bị. Các MLC thường bị hư hỏng và cần được
bảo dưỡng đặc biệt để vận hành trơn tru [1, 2]. Hơn nữa, MLC không phải là thiết bị tiên
quyết cho việc thực hiện kế hoạch IMRT [54]. Hiệu quả của IMRT chủ yếu là nhờ sử dụng
các trường chiếu điều biến cường độ và sử dụng các thuật toán tối ưu trên máy tính; MLC
chỉ đơn thuần là một cơng cụ góp phần cho cấp liều điều biến cường độ trở nên hiệu quả
hơn [22].
Xuất phát từ thực tế đó, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khả năng thực hiện IMRT
chỉ bằng hệ thống các ngàm chuyển động độc lập (Jaw – Only, JO) [25, 67, 77-81]. Ý tưởng
phát triển Jaw - Only được Dai và Hu [25, 84] thực hiện đầu tiên dựa trên việc sửa đổi các
lá MLC vốn được sắp xếp theo dãy để chỉ có thể tạo ra các trường chiếu chữ nhật. Những
kết quả tính toán của họ cho thấy rằng để hệ Jaw - Only có liều tương đương với liều mà
hệ MLC tạo ra thì thời gian phát tia tăng từ 2 đến 5 lần (so với khi dùng MLC). Đây là một
hạn chế về mặt thời gian trong ứng dụng lâm sàng của kỹ thuật này [22].
Năm 2002, Webb [80] đã đề xuất kỹ thuật tinh tế hơn, trong đó sử dụng một loại thiết
bị đặc biệt để có thể bổ sung cho ý tưởng sử dụng Jaw - Only trong mô hình phân bố liều
lượng có cường độ thay đổi. Thiết bị này cơ bản là bộ chuẩn trực nhị phân (binary) mà
trong đó mỗi độ mở của chúng là kích thước của các trường chiếu nguyên tố, tuỳ thuộc vào
sự đóng - mở của bộ chuẩn trực nhị phân này. Để có thể triển khai theo hướng đó, người
ta đã sử dụng khả năng tối ưu hóa trực tiếp độ mở của bộ chuẩn trực (Direct Aperture
Optimization, DAO) [67] để tạo ra phân bố liều hiệu quả với IMRT chỉ dùng ngàm (Jaw Only). Kỹ thuật này được gọi là DAO JO-IMRT [30]. Do vậy, có thể nói DAO là một kỹ
2


thuật cải tiến JO-IMRT bằng cách làm tối ưu hóa độ mở của bộ chuẩn trực. Những cải tiến
này cho phép áp dụng kỹ thuật IMRT mà không cần dùng đến MLC.
Từ năm 2006, kỹ thuật JO-IMRT được tích hợp trong phần mềm lập kế hoạch xạ trị
Prowess Panther, Prowess Inc, Mỹ [52] và đã được áp dụng trong lâm sàng tại một số quốc
gia như: Mỹ, Ấn Độ, Trung Quốc, Iran,... Ở Việt Nam, kỹ thuật này đã được áp dụng đầu
tiên tại Bệnh viện K, Bệnh viện Bạch Mai và Bệnh viện Đa khoa Đồng Nai từ năm 2009
[3]. Từ năm 2012, kỹ thuật JO-IMRT với phần mềm lập kế hoạch Prowess Panther và máy

gia tốc Primus của Siemens được áp dụng tại Bệnh viện Đa khoa Đồng Nai (gọi tắt là Bệnh
viện), nơi công tác của nghiên cứu sinh. Do kỹ thuật JO-IMRT còn khá mới mẻ và được
áp dụng không phổ biến, những đánh giá về kỹ thuật này cịn khá ít ỏi. Điều này hồn toàn
khác với kỹ thuật MLC-IMRT, vốn được áp dụng rộng rãi tại các nước tiên tiến. Đặc biệt,
việc đánh giá độ chính xác và hiệu quả điều trị của kỹ thuật JO-IMRT là một nhiệm vụ
thực tiễn và cấp thiết. Đây là hướng nghiên cứu mà chưa có một cơng trình khoa học trong
nước và quốc tế nào được cơng bố cho đến thời điểm này.
Để đánh giá độ chính xác của kỹ thuật JO-IMRT, cần phải thực hiện những tính tốn
và đo đạc chính xác. Về tính tốn, chúng tôi chọn phương pháp mô phỏng Monte Carlo,
vốn được xem là tiêu chuẩn vàng cho việc tính phân bố liều trong xạ trị [66, 75]. Về thực
nghiệm, chúng tôi sử dụng các thiết bị đo như buồng ion hóa FC65-P để đo liều điểm, ma
trận các đầu dò như MapCHECK để đo liều phân bố 2D và Octavius 4D để đo liều phân
bố 3D. Như vậy, mục tiêu của luận án là sử dụng các công cụ mô phỏng và thực nghiệm
để đánh giá độ chính xác của phân bố liều cho kỹ thuật JO-IMRT được tính tốn trên hệ
thống phần mềm lập kế hoạch Prowess Panther.
Để đạt được mục tiêu mà luận án đặt ra, chúng tôi lần lượt thực hiện các bước như
sau: Đầu tiên, chúng tôi so sánh phân bố liều giữa kỹ thuật lập kế hoạch xạ trị 3D-CRT và
điều biến cường độ JO-IMRT cho bệnh nhân ung thư vòm tại Bệnh viện bằng việc sử dụng
các thông số đánh giá kế hoạch phù hợp như: phân bố liều trên từng lát cắt, biểu đồ liều
lượng thể tích (Dose-volume histogram, DVH), chỉ số tương quan liều (Conformity index,
CI), chỉ số đồng nhất (Homogeneity index, HI),… Kết quả cho thấy rằng phân bố liều trong
kế hoạch xạ trị JO-IMRT là tốt hơn so với 3D-CRT. Kết quả này được công bố trong tạp
3


chí Phát triển khoa học và cơng nghệ Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh. Sau đó,
các kế hoạch JO-IMRT cũng được kiểm tra độ chính xác về liều lượng (QA) trước khi điều
trị bằng cách đo liều điểm (point measurement) dùng buồng ion hóa FC65-P của hãng IBA
và đo liều phân bố dùng ma trận các đầu dò Mapcheck2 của hãng Sunnuclear và Octavius
4D của hãng PTW. Các kết quả thực nghiệm cho thấy rằng các kế hoạch JO-IMRT đủ

chính xác về liều lượng và có thể tiến hành xạ trị. Kết quả này được công bố trong tạp chí
chuyên ngành về Vật lý Y khoa - Physica Medica.
Độ chính xác về liều lượng của hệ thống phần mềm lập kế hoạch (Treatment planning
systems, TPS) phụ thuộc rất nhiều vào thuật tốn được sử dụng để tính tốn [46]. Các thuật
tốn này có thể được chia làm 3 nhóm chính: (1) dựa trên sự hiệu chỉnh (correction-based),
(2) dựa trên việc mơ hình hóa (model-based) và (3) dựa trên các ngun lý cơ bản
(principle-based). Thuật tốn tính liều dựa trên sự hiệu chỉnh cho kết quả tương đối chính
xác đối với mơi trường đồng nhất như nước. Tuy nhiên, đối với môi trường không đồng
nhất của cơ thể (như xương và phổi,…) thì thuật tốn này kém chính xác. Thuật tốn tính
liều dựa trên việc mơ hình hóa được dùng phổ biến trong TPS hiện nay gồm: Pencil Beam
Convolution (PBC), Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) và Collapse Cone
Convolution (CCC). Nói chung, các thuật tốn này cho kết quả tốt hơn các thuật toán dựa
trên sự hiệu chỉnh nhưng vẫn cịn hạn chế ở những vùng tiếp xúc giữa mơ và khơng khí
[46]. Thuật tốn tính liều dựa trên các nguyên lý cơ bản ứng dụng phương pháp Monte
Carlo (MC) được xem là chính xác nhất cho tới thời điểm hiện nay và là cơng cụ để kiểm
tra tính chính xác cho những thuật tốn tính liều khác [13, 47, 60]. Hiện nay, những chương
trình áp dụng Monte Carlo gồm: PENELOPE, MCNP, GEANT4, GATE, EGSnrc,… Mỗi
chương trình có những thế mạnh riêng và có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Trong đó, được áp dụng nhiều nhất trong lĩnh vực Vật lý Y khoa phải kể đến là chương
trình EGSnrc [39]. Chương trình EGSnrc cùng với các phần mềm con linh hoạt như
BEAMnrc và DOSXYZnrc được chúng tôi sử dụng để tính phân bố liều của kỹ thuật JOIMRT bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo. Đây là công đoạn cuối cùng của luận
án. JO-IMRT là một kỹ thuật mới, tinh vi và rất phức tạp vì trong mỗi một kế hoạch gồm
nhiều trường chiếu với nhiều góc khác nhau, trong mỗi một góc chiếu lại chia ra làm nhiều
4


trường chiếu nhỏ với trọng số khác nhau. Do đó, tính phân bố liều cho kỹ thuật JO-IMRT
bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn gồm nhiều
cơng đoạn khác nhau từ đơn giản cho đến phức tạp. Mỗi một công đoạn đều phải được
kiểm tra tính chính xác bằng các phép đo thực nghiệm phù hợp để đảm bảo kết quả cuối

cùng là chính xác với độ tin cậy cao. Trên thế giới, việc áp dụng phương pháp MC để đánh
giá độ chính xác của hệ thống phần mềm lập kế hoạch cho kỹ thuật IMRT đã được thực
hiện bởi nhiều nhóm nghiên cứu khác nhau. Ma và cộng sự [47] đánh giá độ chính xác kế
hoạch IMRT trên hệ thống lập kế hoạch Corvus (Corvus, Nomos Corp., Sewickley, PA)
cho trường hợp ung thư tiền liệt tuyến và ung thư cột sống. Kết quả cho thấy rằng liều sai
khác giữa TPS và MC khoảng 5% đối với thể tích bia lập kế hoạch PTV (Planning target
volume) và khoảng 20% đối với các cơ quan lân cận. Francescon và công sự [36] so sánh
phân bố liều, DVH giữa mô phỏng Monte Carlo và Pinnacle3 TPS (Philips Medical
Systems, Milpitas, CA) cho trường hợp ung thư đầu cổ và ung thư tiền liệt tuyến. Liều sai
khác giữa MC và TPS là 2,1% với trường hợp ung thư tiền liệt tuyến và 2,9% với ung thư
đầu cổ. Ngồi ra cịn có rất nhiều nhóm nghiên cứu khác cũng thực hiện tương tự về chủ
đề này [38, 72, 82, 83]. Tuy nhiên, cho đến thời điểm này thì chưa có cơng trình nào về so
sánh MC với Prowess Panther được công bố.
Phù hợp với mục tiêu, phương pháp và kết quả nghiên cứu đã đạt được, luận án này
có bố cục như sau:
Chương 1 là phần tổng quan, nhằm giới thiệu chung về ung thư và các kỹ thuật xạ trị
ngoài trong điều trị ung thư như kỹ thuật 2D, 3D-CRT, IMRT.
Chương 2 bao gồm 3 nội dung chính: Nội dung thứ nhất là giới thiệu các kỹ thuật xạ trị
điều biến cường độ IMRT, trong đó tập trung trình bày về kỹ thuật IMRT đối với máy gia
tốc khơng có bộ chuẩn trực đa lá (MLC) mà chỉ với các ngàm chuyển động độc lập (được
gọi là kỹ thuật JO-IMRT) trên phần mềm lập kế hoạch xạ trị Prowess Panther. Nội dung
thứ hai là quy trình lập kế hoạch xạ trị với kỹ thuật JO-IMRT và các phương pháp để đánh
giá chất lượng kế hoạch. Phần cuối cùng là các phương pháp để kiểm tra chất lượng kế
hoạch IMRT bằng thực nghiệm.
5


Chương 3 bao gồm 4 nội dung chính: Nội dung thứ nhất là giới thiệu tổng quan phương
pháp Monte Carlo và chương trình EGSnrc dùng trong xạ trị. Nội dung thứ hai là áp dụng
phần mềm BEAMnrc mô phỏng máy gia tốc tuyến tính tại Bệnh viện Đa khoa Đồng Nai

bằng phương pháp Monte Carlo. Trong phần này có hai cơng việc chính: Một là xác định
các thơng số tối ưu cho việc mô phỏng. Hai là mô phỏng máy gia tốc dựa trên các thông số
tối ưu trên. Nội dung thứ ba trong chương này trình bày việc áp dụng phần mềm
DOSXYZnrc tính phân bố liều trên phantom nước, trên hình ảnh CT của bệnh nhân với kỹ
thuật JO-IMRT. Nội dung cuối cùng là đánh giá kết quả mô phỏng bằng thực nghiệm.
Chương 4 trình bày các kết quả đánh giá kỹ thuật JO-IMRT. Kết quả 1 là so sánh phân
bố liều giữa hai kỹ thuật 3D-CRT và JO-IMRT dựa trên các thông số, chỉ số lập kế hoạch.
Kết quả 2 là đánh giá phân bố liều JO-IMRT bằng thực nghiệm. Kết quả 3 là đánh giá phân
bố liều JO-IMRT bằng mô phỏng Monte Carlo.
Phần kết luận: Nêu lên các kết quả chính, các đóng góp mới của luận án và các vấn đề
cần tiếp tục nghiên cứu.
Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu này là tập hợp những khảo sát chi tiết và đầy đủ về độ
chính xác liều lượng của kỹ thuật JO-IMRT. Nghiên cứu đã áp dụng các phương pháp và
phương tiện khoa học thực nghiệm và lý thuyết mà độ chính xác đã được kiểm nghiệm và
đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới. Các kết quả thu được đã được công bố trên những
tạp chí khoa học chun ngành có uy tín trong nước và Quốc tế.
Ý nghĩa thực tiễn đã đề xuất một quy trình giúp kiểm tra, đánh giá chất lượng kế hoạch
JO-IMRT trên phần mềm lập kế hoạch xạ trị Prowess Panther.

6


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ CÁC KỸ THUẬT XẠ NGOÀI
1.1. Tổng quan về ung thư
Ung thư là một loại bệnh lý ác tính bắt đầu từ các tế bào trong cơ thể. Tế bào là đơn
vị căn bản của cơ thể. Nhiều tế bào hợp lại thành mô: Mô sợi, mô mỡ, mô cơ, mô liên kết,
mô xương, mô sụn, mô thần kinh,… nhiều mô hợp thành cơ quan: Tim, phổi, mắt, mũi,
tay, chân, ruột, gan,…tạo thành cơ thể sống. Thông thường, mỗi tế bào sẽ phát triển và
phân chia để hình thành các tế bào mới để bù đắp cho các tế bào già cỗi chết đi. Sự vận
hành của các tế bào diễn ra theo một quá trình liên kết chặt chẽ của cơ thể.

Tuy nhiên, trong quá trình sinh trưởng theo quy luật tự nhiên của tế bào thì có một số
các tế bào bị tác động bởi những tác nhân gây tổn thương sẽ trở nên ác tính, ngày càng bất
thường và tự hình thành vơ hạn các tế bào mới ngay cả khi cơ thể khơng cần thiết, dẫn đến
khó kiểm sốt và hình thành bệnh ung thư. Các tế bào ác tính này cịn có thể xâm nhập vào
các mơ lân cận hoặc tách ra và lan truyền đến các bộ phận khác của cơ thể, sự lan rộng này
được gọi là di căn của bệnh ung thư.
Tỷ lệ mắc bệnh ung thư ngày càng tăng có thể do hai nhóm nguyên nhân chính.
Nguyên nhân khách quan là do sự gia tăng của các yếu tố như ô nhiễm môi trường, thực
phẩm, chế độ ăn, hút thuốc lá. Nguyên nhân chủ quan là do nhờ vào các tiến bộ về khoa
học kỹ thuật làm tăng tỷ lệ phát hiện sớm bệnh ung thư.
Theo báo cáo nghiên cứu GLOBOCAN 2018 [37] công bố năm 2018 của Cơ quan
Quốc tế nghiên cứu về ung thư (International Agency for Research on Cancer, IARC) thuộc
tổ chức Y tế thế giới (WHO), tồn thế giới có khoảng 18,1 triệu ca ung thư mới phát hiện
(Hình 1.1a) và có khoảng 9,2 triệu người chết vì ung thư (Hình 1.1b) trong khi năm 2012
[73] có khoảng 14,1 triệu ca ung thư mới phát hiện và 8,2 triệu người chết vì ung thư. Như
vậy chúng ta có thể thấy rằng tỷ lệ mắc bệnh ung thư ngày càng gia tăng. Con số này dự
kiến có thể sẽ tăng lên 24 triệu vào năm 2035. Nghiên cứu chỉ ra rằng, một trong năm người
đàn ông và một trong sáu phụ nữ trên toàn thế giới sẽ phát triển ung thư trong suốt cuộc
đời của họ và một trong tám người đàn ông và một trong 11 phụ nữ sẽ chết vì ung thư.
7


Hình 1.1 trình bày sự phân bố tỷ lệ mắc bệnh ung thư và tỷ lệ tử vong của ung thư
theo khu vực trên thế giới cho cả hai giới tính nam và nữ. Dữ liệu này cho thấy gần một
nửa số ca (48,4%) mắc và hơn một nửa số ca (57,3%) tử vong do ung thư trên thế giới sẽ
xảy ra ở Châu Á trong năm 2018 vì gần 60% dân số toàn cầu sống ở Châu Á. Châu Âu
chiếm 23,4% tổng số ca ung thư và 20,3% tử vong do ung thư. Tiếp theo là Châu Mỹ chiếm
21% tổng số ca ung thư và 14,4% tử vong do ung thư.

Hình 1.1: Ước tính trường hợp mắc bệnh ung thư (a) và trường hợp tử vong (b)

trên thế giới cho cả Nam giới và Nữ giới [37].
Theo công bố này được thực hiện nghiên cứu ở 185 quốc gia với 36 loại ung thư khác
nhau thì Australia có tỷ lệ mắc ung thư cao nhất thế giới (468/100.000), Mỹ có tỷ lệ mắc
ung thư đứng thứ 5 thế giới (352,2/100.000), Trung Quốc có tỷ lệ mắc ung thư đứng thứ
68 thế giới (201,7/100.000), các nước Châu Phi thuộc nhóm nước mắc ung thư ít nhất
nhưng tỷ lệ chết cao hơn do y tế kém phát triển [37].
Tại Việt Nam, số liệu từ GLOBOCAN2018 [37] chỉ ra với tổng dân số hơn
96.491.142 người thì số ca mắc mới là 164.671 người, số ca chết là 114.871 người và đứng
thứ 100/185 trên thế giới. Trong đó loại ung thư chiếm tỷ lệ cao nhất là ung thư gan (15,4%)
và ung thư phổi (14,4%) và ung thư dạ dày (10,6%) như trong Hình 1.2.
8


Hình 1.2: Các loại ung thư phổ biến ở Việt Nam [37].
Nam giới thường mắc những ung thư nặng theo thứ tự là (Hình 1.3a) ung thư gan
(21,5%), ung thư phổi (18,4%), ung thư dạ dày (12,3%), ung thư trực tràng (8,4%) và ung
thư vòm (5%). Đây là năm loại khó phát hiện và khó trị nhất. Với Nữ giới, ung thư vú là
loại thường gặp nhất, chiếm 20,6% (Hình 1.3b). Ung thư cổ tử cung ở Việt Nam trong
khoảng thời gian sau này đã giảm xuống. Lý do là ngành phụ sản đã có những bước tiến
đáng kể, thành tựu khoa học được ứng dụng phổ biến và phụ nữ đã có thói quen đi khám
sức khỏe định kỳ,…

Hình 1.3: Các loại ung thư phổ biến ở Nam giới (a) và Nữ giới (b) [37].
9


Ung thư vịm họng là bệnh lý ác tính thường gặp nhất trong số các ung thư vùng đầu
mặt cổ. Ở Châu Á (Hình 1.4), bệnh gặp rất phổ biến ở Trung Quốc (46,9%), Indonesia
(13,9%), Việt Nam (4,8%),.... Theo thống kê, ở Việt Nam có khoảng 6.212 trường hợp ung
thư vòm họng mới mắc và hơn một nửa trong số đó tử vong vì căn bệnh này.

Hình 1.4: Thống kê ung thư vòm tại các nước trong khu vực Châu Á [37].
Vòm họng là một khoang trong cơ thể, nằm cạnh nhiều cấu trúc giải phẫu quan trọng
khác như: thân não, giao thoa thị giác, thần kinh thị giác, tủy sống, tuyến mang tai,… Vịm
họng giống như một hình hộp, bờ trước là cửa mũi sau, trên là xương bướm, phía sau là
phần dốc và hai đốt sống đầu tiên. Vịm họng mở ra phía trước hốc mũi, phía sau đổ ra
khẩu hầu. Thành sau và bên cấu tạo bởi các mạc hầu, trải dài từ chỗ bám ở đáy sọ đến mặt
sau của mảnh chân bướm trong.
Ngày nay việc điều trị ung thư đang trở nên tiên tiến hơn với sự phát triển của nhiều
phương pháp truyền thống cũng như hiện đại. Điển hình trong xu hướng hiện đại là sự phát
triển của phương pháp miễn dịch. Nhưng đi cùng với đó, các phương pháp truyền thống
như hóa trị, phẫu thuật và xạ trị cũng được cải tiến không ngừng để tạo ra hiệu quả điều trị
ngày càng cao. Trong nghiên cứu của chúng tơi, có 25 bệnh nhân ung thư vòm họng được
10


lựa chọn. Vì vịm họng nằm cạnh nhiều cấu trúc giải phẫu quan trọng. Do vậy, việc lựa
chọn kỹ thuật xạ trị giúp việc giảm liều chiếu xạ đến mức thấp nhất đảm bảo trong giới hạn
bình thường mà cơ quan đó có thể chịu đựng được có ý nghĩa hết sức quan trọng, đảm bảo
chất lượng sống tốt hơn cho người bệnh. Phần tiếp theo chúng tơi sẽ trình bày tổng quan
về các phương pháp trong điều trị ung thư.
1.2. Các phương pháp điều trị ung thư
Hiện nay có ba phương pháp điều trị ung thư: phẫu thuật, xạ trị và hóa trị. Ngồi ra
có thể điều trị kết hợp các phương pháp để đạt được hiệu quả mong muốn.
Phẫu thuật: là phương pháp điều trị ung thư cổ điển nhất. Khi phẫu thuật, các tế bào
ung thư được lấy đi càng nhiều càng tốt. Đôi khi những tế bào lân cận xung quanh khối u
cũng được cắt bỏ để đảm bảo chắc chắn tế bào ung thư được loại bỏ hoàn toàn. Phương
pháp này hiệu quả cho những khối u cịn khu trú, chưa di căn.
Hóa trị: là phương pháp sử dụng hóa chất để điều trị ung thư. Nó được dùng để tiêu
diệt những tế bào ung thư đã lan ra ngồi vị trí ban đầu, di căn ở nhiều nơi, hoặc khối u đã

quá lớn. Tùy theo giai đoạn mà hóa trị có thể chữa khỏi hoặc là ngăn chặn sự lan rộng, làm
chậm lại sự phát triển của tế bào ung thư.
Xạ trị: là phương pháp sử dụng bức xạ ion hóa để tiêu diệt khối u. Xạ trị chủ yếu được
sử dụng khi khối u đã xâm chiếm một hoặc nhiều phần trên cơ thể. Tùy thuộc vào vị trí và
giai đoạn khối u, xạ trị có thể được sử dụng đơn thuần hoặc kết hợp với phẫu thuật và hóa
trị.
Hầu hết các phương pháp xạ trị hiện nay đều sử dụng tia X mang năng lượng cao vì
nó có khả năng xun vào trong cơ thể bệnh nhân. Khi gặp các tế bào của khối u, tia X tạo
tương tác phá hủy DNA và hạn chế khả năng nhân lên của chúng sau này. Một số phương
pháp khác sử dụng tia gamma, chùm electron, proton hoặc hạt nặng (Heavy particle).
Về cơ bản, xạ trị được chia ra làm 2 loại: Xạ trị ngoài và xạ trị trong.
- Xạ trị ngoài (External beam radiotherapy): Đây là loại hình xạ trị phổ biến nhất,
trong phương thức này tồn tại một khoảng cách nhất định giữa nguồn xạ và đối
tượng bị chiếu. Do đó trên thực tế thường sử dụng các photon trong điều trị chiếu
11