LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ UNG THƯ VÚ BẰNG KỸ THUẬT FIELDINFIELD TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU HÀ NỘI

Để hoàn thành được đồ án này, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâusắc tới các thầy hướng dẫn là ThS. Mai Đình Thủy – Đại học Bách Khoa Hà Nội và Ks. Hoàng Văn Toán – Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội. Các thầy đã tận tình hướng dẫn chỉ bảo và tạo điều kiện cho tôi quan sát, thực hành và học tập trong suốt thời gianqua.Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Viện Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường– Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tâm giảng dạy và truyền đạt kiến thức bổ ích cho tôi trong 5 năm học vừa qua.Tôi xin gửi lời cảm ơn tới trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiệncho tôi được thực tập bên ngoài tại Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội, giúp tôi được họchỏi và tiếp cận với các kỹ thuật, thiết bị máy móc một cách thực tế.Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám đốc Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội, đặc biệtlà toàn thể các anh chị trong khoa Xạ trị đã tạo điều kiện và hướng dẫn tôi quan sát, học hỏi kinh nghiệm của các anh chị. Trong đó, tôi xin gửi lời cảm ơn ThS. Đặng Quốc Soái và Ks. Vũ Trưởng đã nhiệt tình chỉ bảo những kiến thức thực hành cho tôi khi thực tập cũng như làm đồ án tại Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội

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

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Viện Kỹ thuật Hạt nhân và Vật lý Môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tâm giảng dạy và truyền đạt kiến thức bổ ích cho tôi trong 5 năm học vừa qua

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi được thực tập bên ngoài tại Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội, giúp tôi được học hỏi và tiếp cận với các kỹ thuật, thiết bị máy móc một cách thực tế

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám đốc Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội, đặc biệt

là toàn thể các anh chị trong khoa Xạ trị đã tạo điều kiện và hướng dẫn tôi quan sát, học hỏi kinh nghiệm của các anh chị Trong đó, tôi xin gửi lời cảm ơn ThS Đặng Quốc Soái và Ks Vũ Trưởng đã nhiệt tình chỉ bảo những kiến thức thực hành cho tôi khi thực tập cũng như làm đồ án tại Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn cổ

vũ, động viên và đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian qua

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và các kết quả đánh giá trong đề tài là trung thực Đề tài không trùng với bất cứ

đề tài nghiên cứu khoa học nào Các số liệu, thông tin tham khảo trong Đồ án đều được trích dẫn cụ thể

Hà Nội, tháng 6 năm 2017

Sinh viên

Nguyễn Thị Như Thảo

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 6

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XẠ TRỊ UNG THƯ VÚ 9

1.1 Tổng quan về ung thư vú và các phương pháp điều trị ung thư vú 9

1.2 Xạ trị trong điều trị ung thư vú 12

1.3 Máy gia tốc tuyến tính 16

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XẠ TRỊ UNG THƯ VÚ 31

2.1 Mô phỏng 31

2.2 Lập kế hoạch xạ trị 33

2.3 Tiến hành xạ trị 37

CHƯƠNG 3: LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ CHO BỆNH NHÂN UNG THƯ VÚ BẰNG KỸ THUẬT FIELD-IN-FIELD 39

3.1 Nguyên lý của kỹ thuật xạ trị FiF 40

3.2 Quy trình lập kế hoạch bằng kỹ thuật FiF 41

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 49

4.1 Một số trường hợp cụ thể 49

4.2 Kết quả trên 30 bệnh nhân 57

KẾT LUẬN 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ LỤC 63

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1: Các quá trình xảy ra trong tế bào 12

Hình 1 2: Tác dụng của bức xạ lên DNA 13

Hình 1 3: Cấu hình thiết kế của một máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong y tế 18

Hình 1 4: Cấu tạo của một máy gia tốc tuyến tính dùng trong xạ trị 19

Hình 1 5: Bộ chuẩn trực đa lá 21

Hình 1 6: Sơ đồ khối của một máy giá tốc tuyến tính trong y tế 23

Hình 1 7: Máy gia tốc tuyến tính Varian- Unique 24

Hình 1 8: Các kích thước kỹ thuật của Varian- Unique 25

Hình 2 1: Tư thế khi chụp CT với ca ung thư vú 31

Hình 2 2: Máy CT- SIM 32

Hình 2 3: Kỹ sư dán dấu chì và đánh dấu trên cơ thể bệnh nhân 33

Hình 2 4: Hình ảnh contour của bác sĩ 34

Hình 2 5: Đường cong sống sót của mô lành và mô ung thư 35

Hình 2 6: Xác định gốc tọa độ trên phần mềm lập kế hoạch xạ trị 36

Hình 2 7: Đồ thị DVH 37

Hình 2 8: Tư thế của bệnh nhân khi xạ trị 38

Hình 3 1: Kỹ thuật nửa trường chiếu 42

Hình 3 2: Số lượng trường chiếu và hướng chiếu 42

Hình 3 3: Hình dạng trường chiếu tạo bởi MLC 43

Hình 3 4: Phân bố liều hấp thụ trên khối u 44

Hình 3 5: Sử dụng wedge để điều chỉnh phân bố liều hấp thụ trên khối u 45

Hình 3 6: Sử dụng các trường chiếu con để che chắn phần thể tích có liều hấp thụ cao 46

Hình 3 7: Trường chiếu con che chắn phần phổi của bệnh nhân 46

Hình 3 8: Đồ thị DVH 47

Hình 4 1: Hình ảnh lát cắt phần hạch của bệnh nhân 49

Hình 4 2: Đường đồng liều khi sử dụng kỹ thuật 3D- CRT 50

Hình 4 3: Đường đồng liều khi sử dụng kỹ thuật FiF 50

Hình 4 4: Đồ thị DVH đánh giá hai kế hoạch bằng kỹ thuật 3D- CRT và FiF 51

Hình 4 5: Lát cắt CT phần thành ngực của bệnh nhân 52

Hình 4 6: Lát cắt CT phần hạch của bệnh nhân 52

Hình 4 7: Đường đồng liều khi sử dụng kỹ thuật 3D- CRT 53

Hình 4 8: Đường đồng liều khi sử dụng kỹ thuật FiF 53

Hình 4 9: Đồ thị DVH đánh giá hai kỹ thuật FiF và 3D- CRT 54

Hình 4 10: Lát cắt CT phần thành ngực của bệnh nhân 55

Hình 4 11: Lát cắt CT phần hạch của bệnh nhân 55

Hình 4 12: Thiết kế trường chiếu đứng có góc nghiêng 50 56

Hình 4 13: Đồ thị DVH đánh giá hai kế hoạch sử dụng kỹ thuật FiF và 3D- CRT 56 Hình 4 14: Đồ thị biểu diễn chỉ số V20 của kỹ thuật FiF và 3D- CRT 57

Hình 4 15: Đồ thị biểu diễn các giá trị V95% của kỹ thuật FiF và 3D- CRT 58

Hình 4 16: Đồ thị biểu diễn giá trị V>107% của kỹ thuật FiF và 3D- CRT 59

Hình 4 17: Đồ thị biểu diễn chỉ số HI của kỹ thuật FiF và 3D- CRT 60

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tên

viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

2D- CRT Two Dimension RadioTherapy Xạ trị hai chiều

3D- CRT Three Dimention Conformal

Radiation Therapy Xạ trị tương thích ba chiều AFC Automatic Frequency Control Bộ điều chỉnh tần số tự động AFS Automatic Field Set Sắp xếp trường chiếu tự động ASM Alternate Subfields Method Phương pháp luân phiên các

trường chiếu con CT- SIM Computed Tomography-

Simulation Chụp cắt lớp mô phỏng CTV Clinical Target Volume Thể tích bia lâm sàng

EDW Enhanced Dynamic Wedge Nêm động nâng cao

FiF Field- in- Field Trường trong trường

GTV Gross Tumor Volume Thể tích khối u thô

IARC International Agency For

MU Monitor Unit Đơn vị liều giám sát

PTV Planning Target Volume Thể tích bia lập kế hoạch

RF Radio Frequency Sóng siêu cao tần

SSD Source to Surface Distance Khoảng cách từ nguồn đến bề

mặt SSM Single pair of Subfields Method Phương pháp một cặp trường

chiếu con TAD Target to Axis Distance Khoảng cách từ bia đến trục

chính VPS Virtual Planning System Hệ thống lập kế hoạch ảo

MỞ ĐẦU

Ung thư vú là loại ung thư phổ biến thứ hai và là loại ung thư hàng đầu ở phụ

nữ trên toàn thế giới Theo số liệu của Cơ quan nghiên cứu ung thư Quốc tế (IARC- International Agency For Research On Cancer) năm 2012 có khoảng 1,67 triệu trường hợp mới mắc (chiếm 11,8% tổng số trường hợp ung thư mới mắc) và có 522.000 trường hợp tử vong do ung thư vú trên thế giới Tại Việt Nam, năm 2012 có khoảng 11.060 trường hợp mới mắc ung thư vú, với tỉ lệ trên cả nước là 23/100.000 Trước tình hình trên, việc điều trị ung thư vú là một vấn đề quan trọng trong y học hiện nay [1]

Để điều trị các bệnh ung thư nói chung và ung thư vú nói riêng, có nhiều phương pháp như: phẫu thuật, xạ trị, hóa trị, miễn dịch liệu pháp, các phương pháp can thiệp sinh học (liệu pháp gen, liệu pháp nhắm trúng đích) Nhưng hiện nay xạ trị vẫn là một trong ba phương pháp điều trị chính trên thế giới cũng như ở Việt Nam Cùng với sự phát triển của thiết bị xạ trị từ máy cobalt- 60, máy gia tốc Van de Graff, Betatron, Microtron…đến sự ra đời của máy gia tốc tuyến tính hiện đại, các kỹ thuật xạ trị cũng không ngừng được cải tiến để nhằm mục đích tăng liều bức xạ vào khối u và hạn chế

sự ảnh hưởng của bức xạ đến các mô lành xung quanh

Tại bệnh viện Ung Bướu Hà Nội, trước kia, việc điều trị cho các bệnh nhân ung thư cũng như bệnh nhân ung thư vú chủ yếu được tiến hành bằng kỹ thuật 3D- CRT (Three- Dimention Conformal Radiation Therapy) thông thường sử dụng các khối chì đúc sẵn để che chắn, các tấm nêm (Wedge) để điều chỉnh phân bố liều đồng đều trên khối u, với kỹ thuật này để đảm bảo liều hấp thụ trên khối u thì liều hấp thụ trên các

cơ quan lành cũng cao Khi được trang bị máy gia tốc hiện đại Varian- Unique, có

bộ chuẩn trực đa lá (MLC- Multi Leaf Collimator), bệnh viện đã đưa vào triển khai ứng dụng một số kỹ thuật xạ trị mới như FiF (Field- in- Field) và IMRT (Intensity- Modulate Radiation Therapy), giúp tăng liều điều trị vào khối u và hạn chế được sự ảnh hưởng của liều bức xạ đến các mô lành xung quanh

Đối với các trường hợp ung thư vú, việc sử dụng kỹ thuật FiF để lập kế hoạch

và điều trị đã giúp giảm liều hấp thụ trên phổi của bệnh nhân mà vẫn đảm bảo liều

điều trị vào khối u (vùng thành ngực, hạch nách, hạch thượng đòn), giúp giảm tỷ lệ viêm phổi cho các bệnh nhân ung thư vú được điều trị bằng phương pháp xạ trị ngoài

Để tìm hiểu về kỹ thuật và ưu điểm của kỹ thuật FiF tôi đã tiến hành thực hiện

đồ án: “Lập kế hoạch xạ trị ung thư vú bằng kỹ thuật Field-in-Field tại bệnh viện

Ung Bướu Hà Nội”

Với mục đích trên, đồ án gồm có 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về xạ trị ung thư vú

Chương 2: Quy trình xạ trị ung thư vú

Chương 3: Lập kế hoạch xạ trị ung thư vú

Chương 4: Kết quả và đánh giá

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XẠ TRỊ UNG THƯ VÚ

1.1 Tổng quan về ung thư vú và các phương pháp điều trị ung thư vú

Đa số trong cơ thể người bị ung thư hình thành các khối u Khác với các khối u lành tính (chỉ phát triển tại chỗ thường rất chậm, có vỏ bọc xung quanh), các khối u

ác tính (ung thư) xâm lấn vào các tổ chức lành xung quanh giống như hình con cua với các càng cua bám vào các tổ chức lành trong cơ thể hoặc giống như rễ cây lan trong đất Các tế bào của khối u ác tính có khả năng di căn tới các mạch bạch huyết hoặc các tạng ở xa hình thành các khối u mới và cuối cùng dẫn tới tử vong

Đa số ung thư có biểu hiện mãn tính, có quá trình phát sinh và phát triển lâu dài qua từng giai đoạn Trừ một số nhỏ các trường hợp ung thư ở trẻ em có thể do đột biến gen từ lúc bào thai, còn phần lớn các ung thư đều có giai đoạn tiềm tàng lâu dài,

có khi hàng chục năm không có dấu hiệu gì trước khi phát hiện thấy dưới dạng khối

u Khi khối u phát triển nhanh mới có các triệu chứng ung thư Triệu chứng đau thường chỉ xuất hiện khi ung thư ở giai đoạn cuối [2]

Trong các yếu tố nguy cơ gây ung thư vú, yếu tố nổi bật nhất là tiền sử gia đình

có người mắc ung thư vú, đặc biệt trong gia đình có từ hai người mắc ung thư vú trở lên ở lứa tuổi trẻ Một số yếu tố khác bao gồm: có kinh lần đầu tiên sớm, sinh con đầu lòng muộn và bệnh vú lành tính cũng là các yếu tố tăng nguy cơ mắc ung thư vú

Ở nam giới chiếm dưới 1% trong tổng số bệnh nhân mắc căn bệnh này

Các triệu chứng lâm sàng của ung thư vú được chia làm 2 loại là triệu chứng cơ năng và triệu chứng thực thể

- Triệu chứng cơ năng:

 Đau vùng vú: bệnh nhân có thể có cảm giác đau dấm dứt không thường xuyên, đau kiểu kim châm

 Chảy dịch đầu vú: một số bệnh nhân biểu hiện chảy dịch đầu vú, có thể chảy dịch máu

 Bệnh nhân có thể tự sờ thấy u cục vùng vú hoặc hạch nách

- Triệu chứng thực thể:

 Khám vú có thể phát hiện khối u có tính chất chắc, cứng, ranh giới không rõ,

có thể dính da, cơ Quan sát hai vú có thể mất cân xứng hai vú, nổi tĩnh mạch dưới

da Khi khối u ở gần núm vú có thể gây tụt núm vú, lệch núm vú, loét núm vú

 Hạch nách cùng bên: giai đoạn đầu có thể chưa sờ thấy hạch, giai đoạn muộn hơn có thể sờ thấy hạch nách to, cứng chắc, đôi khi dính nhau, dính tổ chức xung quanh, di động hạn chế

1.1.2 Các phương pháp điều trị ung thư vú

Ung thư là nguyên nhân đứng thứ hai dẫn tới tử vong trên toàn thế giới và là nguyên nhân tử vong cho 8,8 triệu người vào năm 2015 Trên toàn cầu, gần 1/6 trường hợp tử vong là do ung thư Số ca bệnh mới sẽ tăng khoảng 70% trong vòng 2 thập kỉ tới [4]

Chính vì vậy việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều trị ung thư nói chung và ung thư vú nói riêng là một việc hết sức cấp thiết với toàn thế giới

Với sự phát triển của y học hiện đại, các phương pháp điều trị ung thư trên thế giới ngày càng đa dạng như: phẫu thuật, xạ trị, hóa trị, miễn dịch liệu pháp, các

phương pháp can thiệp sinh học (liệu pháp gen, liệu pháp nhắm trúng đích) Tuy nhiên, phẫu thuật, xạ trị và hóa trị là ba phương pháp được sử dụng phổ biến ở Việt Nam cũng như trên thế giới

- Phẫu thuật: là phương pháp trực tiếp loại bỏ khối u Phẫu thuật giúp chẩn đoán, đánh giá giai đoạn bệnh, có thể điều trị triệt để với các khối u lành tính, bệnh nhân ung thư giai đoạn sớm hoặc điều trị tạm thời, tạo điều kiện thuận lợi cho các điều trị tiếp theo Tuy nhiên, phẫu thuật có một số hạn chế như, khối u có thể tái phát tại chỗ (do tế bào ung thư còn sót lại trong trường mổ), phẫu thuật không có tác dụng toàn thân, gây dị hình, xáo trộn chức năng,…

- Xạ trị: là phương pháp sử dụng các tia bức xạ ion hóa để tiêu diệt các tế bào ung thư Các tia bức xạ ion hóa bao gồm các sóng điện từ như tia X, tia gamma,…các hạt electron, proton

Xạ trị có thể điều trị các khối u nằm ở các vị trí khác nhau, các khối u nằm sâu bên trong cơ thể, các khối u nằm ở gần vị trí các cơ quan trọng yếu, hệ thần kinh,…

mà việc phẫu thuật không thể thực hiện được Xạ trị kết hợp với phẫu thuật làm giảm

tỉ lệ tái phát tại chỗ do tế bào ung thư còn sót lại trong phẫu thuật

- Hóa trị: là phương pháp sử dụng các loại hóa chất để diệt tế bào ung thư Hóa trị là phương pháp điều trị toàn thân, tác động đến toàn bộ các tế bào trong cơ thể, bao gồm tế bào ung thư và tế bào lành, do đó hóa trị thường gây ra các tác dụng phụ như rụng tóc, tiêu chảy, viêm niêm mạc miệng, nhiễm khuẩn do giảm bạch cầu, chảy máu do hạ tiểu cầu, Các triệu chứng này sẽ hết sau khi kết thúc điều trị

Để đạt hiệu quả cao trong điều trị ung thư, người ta thường sử dụng các phương pháp kết hợp như: phẫu thuật kết hợp với xạ trị, hóa trị kết hợp với xạ trị, kết hợp phẫu thuật- xạ trị- hóa trị

Đối với ung thư vú, ta cũng có các phương pháp điều trị chính, đó là: phẫu thuật,

xạ trị, hóa trị, phẫu thuật kết hợp với xạ trị, phẫu thuật kết hợp với hóa trị Phương pháp điều trị mang lại hiệu quả cao nhất là phẫu thuật kết hợp với xạ trị

Để hiểu kỹ hơn về cơ chế, vai trò, tác dụng của xạ trị trong điều trị ung thư vú, chúng ta đi vào tìm hiểu chi tiết về xạ trị trong điều trị ung thư vú

1.2 Xạ trị trong điều trị ung thư vú

Được hình thành và phát triển từ đầu thế kỉ XX đến nay, việc điều trị ung thư bằng phương pháp xạ trị đã giữ một vai trò rất quan trọng và có những đóng góp to lớn trong việc điều trị ung thư trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam Đối với ung thư vú, tùy vào từng giai đoạn, các bác sĩ sẽ đưa ra các phương pháp điều trị hợp lý Tuy nhiên, để việc điều trị đạt được hiệu quả cao, diệt hết tế bào ung thư thì phương pháp thường được sử dụng là phẫu thuật kết hợp với xạ trị

1.2.1 Cơ sở sinh học của xạ trị

Chu kỳ tế bào là một chuỗi các hiện tượng diễn ra giữa hai kỳ phân bào Một chu kỳ thường gồm bốn giai đoạn: G1, G2, S, M

Hình 1 1: Các quá trình xảy ra trong tế bào

- Giai đoạn G1: tế bào tích lũy dự trữ, chuẩn bị để chuyển sang giai đoạn nhân lên nếu điều kiện môi trường thuận lợi (dinh dưỡng, yếu tố tăng trưởng….), nếu không thuận lợi sẽ chuyển về trạng thái nghỉ ngơi G0

- Giai đoạn S: là giai đoạn nhân đôi tổng số nhiễm sắc thể

- Giai đoạn G2: là giai đoạn kiểm tra, bổ sung, sửa chữa nhiễm sắc thể, nhiễm sắc tử,… nếu tất cả đều chính xác thì chuyển sang giai đoạn M

- Giai đoạn M: giai đoạn phân bào, tạo nên hai tế bào

Mỗi chu kỳ tế bào diễn ra trung bình trong khoảng 2-4 ngày, tế bào ung thư cũng như tế bào lành, nhưng cũng có những chu kỳ dài, ngắn khác nhau tùy thuộc vào vị trí khối u

Sự nhạy cảm của các giai đoạn cũng rất khác nhau Ở giai đoạn S, sự nhạy cảm với phóng xạ là thấp nhất Ở chỗ nối giữa G1 và S, G2 và M, tế bào nhạy cảm với phóng xạ nhất Tế bào đang hoạt động trong chu kỳ, khi bị chiếu xạ sẽ phân bào muộn hơn Chu kỳ dừng lại chủ yếu ở giai đoạn G2 Mô lành sẽ ít bị tổn thương hơn mô ung thư do mô ung thư chứa nhiều thành phần tế bào đang sinh sản.[5]

Hình 1 2: Tác dụng của bức xạ lên DNA

Tác dụng của tia bức xạ lên tế bào theo 2 cơ chế chủ yếu: tác dụng trực tiếp (chỉ vào khoảng 20%) còn lại chủ yếu do tác dụng gián tiếp (chiếm 80%)

- Tác dụng trực tiếp: xạ trị sẽ tác động ngay đến các chuỗi DNA của tế bào, làm cho chuỗi nhiễm sắc thể này bị tổn thương Đa số các trường hợp, tổn thương được hàn gắn và tế bào hồi phục bình thường, không để lại hậu quả Một số trường hợp gây nên tình trạng sai lệch nhiễm sắc thể như gãy đoạn, đảo đoạn, đứt đoạn, từ đó tạo ra các tế bào đột biến, làm biến đổi chức năng tế bào, dẫn tới tế bào bị tiêu diệt Tần suất tổn thương phụ thuộc vào cường độ, liều lượng chiếu xạ và thời gian nhiễm xạ

- Tác dụng gián tiếp: khi bức xạ tác dụng vào cơ thể, chủ yếu gây ra tác động ion hóa, tạo ra các cặp ion có khả năng phá hoại cấu trúc phân tử của tế bào, làm tế

Tác động gián tiếp Tác động trực tiếp

bào biến đổi hay bị hủy diệt Trên cơ thể con người chủ yếu là nước Các phân tử nước bị ion hóa và kích thích một loạt các phản ứng khác nhau:

Kết quả của phản ứng là tạo ra các gốc tự do H* và OH* cùng hai ion bền H+ và

OH-, chúng có thể kết hợp với nhau tạo thành phân tử nước hoặc xảy ra một số phản ứng khác:

Bức xạ khi tác động vào tế bào thì có thể diệt tế bào theo ba cách: [5]

- Chết ngay: mọi hoạt động của tế bào ngừng ngay khi chiếu xạ, hiện tượng này

ít gặp, có thể ở một số lympho bào hoặc khi chiếu xạ cấp liều cao

- Chết muộn: chết muộn có nghĩa là tế bào còn tiếp tục phân chia thêm một vài thế hệ nữa rồi mới chết Cái chết này được gọi là chết sinh dòng Tế bào mất khả năng sinh sản thành một dòng, chỉ sinh sản được vài chục tế bào rồi chết

- Chết theo chương trình: bình thường tế bào sống một thời gian rồi mới chết gọi là chết theo chương trình Chết theo chương trình là một nhu cầu tất yếu của sự sống để đảm bảo các cơ quan, hệ thống được thường xuyên thay đổi, đáp ứng các hoạt động sinh lý bình thường của cơ thể Trong trường hợp bị ung thư, mất cân bằng giữa

các gen ung thư nên mất khả năng chết theo chương trình, tế bào ung thư không chết

mà tiếp tục phát triển hỗn độn Khi chiếu xạ làm đứt gãy các DNA, sẽ là yếu tố kích thích cơ chế chết theo chương trình tái hoạt động

Các tế bào ung thư khác nhau có độ nhạy cảm với bức xạ khác nhau, vì vậy liều lượng và quy trình chiếu xạ cần phải thay đổi cho phù hợp

Tế bào ung thư mọc hỗn độn chen chúc nhau, mạch máu tuy tăng nhưng không

đủ cung cấp, vì vậy tế bào ung thư thường bị thiếu oxy, càng thiếu oxy thì sự kháng

xạ càng mạnh, khối lượng tế bào càng lớn thì càng nhiều tế bào bị thiếu oxy Có thể

là trong điều kiện đầy đủ oxy thì tế bào phục hồi thương tổn rất nhanh nhưng khi thiếu oxy, phản ứng phục hồi diễn ra chậm nhưng chính xác, tế bào ung thư không bị chết

và vẫn tiếp tục phát triển

Từ đó, khi chiếu xạ cần áp dụng nhiều biện pháp hỗ trợ như: chiếu phân đoạn nhiều lần, chống thiếu dưỡng khí, tăng nhiệt độ, tăng đường huyết tại khối u,

1.2.2 Các phương pháp xạ trị hiện nay

Các phương pháp xạ trị phân loại theo đặc tính của nguồn phát ra chiếu lên cơ thể bệnh nhân gồm có: xạ trị ngoài (Teletherapy) và xạ trị trong hay còn gọi là xạ trị

áp sát (Brachytherapy)

1.2.2.1 Xạ trị áp sát

Xạ trị áp sát là phương pháp đưa nguồn bức xạ vào trong hoặc sát vùng cần điều trị, tại vị trí đó, nguồn phóng xạ sẽ phát ra bức xạ để tiêu diệt khối u Các nguồn phát bức xạ thường được sử dụng là I-131, Cs-137, I-125, Co-60, Ir-192, Ra-226, Pd-103, Ru-106 So với xạ trị ngoài thì xạ trị áp sát cung cấp liều tập trung vào khối u và ít ảnh hưởng đến các mô lành, nhờ quy luật giảm cường độ theo bình phương khoảng cách của bức xạ Tuy nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng được cho khối u tập trung

và nhỏ, gần da và có các hốc Ngoài ra, phương pháp này còn cần phải can thiệp vào

cơ thể bệnh nhân, cần nhiều thời gian và công sức trong quá trình điều trị

1.2.2.2 Xạ trị ngoài

Xạ trị ngoài là phương pháp sử dụng các bức xạ đi từ ngoài cơ thể chiếu vào các khối u Đối với điều trị ung thư vú, phương pháp thường được sử dụng là phẫu thuật

kết hợp với xạ trị ngoài Có hai loại thiết bị xạ trị ngoài hay được sử dụng là máy cobalt-60 và máy gia tốc tuyến tính

Máy xạ trị cobalt-60 sử dụng chùm gamma phát ra từ nguồn cobalt-60 Phổ chùm tia gamma phát ra từ nguồn cobalt-60 có hai đỉnh năng lượng tại 1,17 MeV và 1,33 MeV, cho năng lượng photon trung bình khoảng 1,25 MeV, chùm bức xạ này

có thể được dùng để điều trị tốt những khối u nằm gần bề mặt da Việc sử dụng máy

xạ trị cobalt-60 có những hạn chế như:

- Do máy sử dụng chùm photon phát ra do quá trình phân rã của đồng vị phóng

xạ nên việc phát ra tia bức xạ là liên tục ngay cả khi không sử dụng

- Nguồn cobalt-60 có chu kỳ bán rã là 5,27 năm nên suất liều bức xạ sẽ suy giảm theo thời gian, vì vậy cần phải thay nguồn định kì và nguồn cũ cần phải xử lý nghiêm ngặt

- Do máy cobalt-60 chỉ phát ra bức xạ photon năng lượng thấp nên việc điều trị các khối u ở sâu trong cơ thể là rất khó khăn

Máy gia tốc tuyến tính ra đời đã khắc phục được các nhược điểm của máy cobalt-60 Giúp điều trị ung thư linh hoạt với những khối u ở những vị trí khác nhau trong cơ thể Máy gia tốc tuyến tính tạo ra các chùm electron để điều trị những khối

u ở rất sát bề mặt da và photon năng lượng cao để điều trị các khối u ở sâu trong cơ thể Hơn nữa, máy gia tốc ngừng phát tia ngay sau khi tắt máy nên rất đảm bảo an toàn cho người sử dụng Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của máy gia tốc tuyến tính

1.3 Máy gia tốc tuyến tính

1.3.1 Máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong xạ trị [6]

Máy gia tốc tuyến tính là thiết bị sử dụng sóng điện từ tần số cao để gia tốc các hạt mang điện như các hạt electron đến các mức năng lượng cao qua một ống thẳng Chùm electron năng lượng cao được sử dụng cho việc điều trị các khối u ở vị trí nông, gần bề mặt da, hoặc nó có thể được tạo ra để bắn vào một bia để sinh ra tia X cho việc điều trị các khối u ở vị trí sâu

Máy gia tốc tuyến tính được sử dụng trong xạ trị là loại máy gia tốc sử dụng tần

số sóng siêu cao tần cỡ 3000 MHz Sóng siêu cao tần sử dụng trong máy gia tốc tuyến tính có hai loại là sóng dừng và sóng chạy Sự khác nhau giữa máy gia tốc sóng dừng

và máy gia tốc sóng chạy là ở thiết kế cấu trúc của ống gia tốc Về mặt chức năng thì máy gia tốc sóng chạy đòi hỏi phải có sự hấp thụ năng lượng dư thừa ở hai đầu của ống gia tốc, vì vậy ngăn chặn được sóng phản xạ ngược trở lại Mặt khác, cấu trúc sóng dừng cung cấp sự phản xạ lớn nhất của sóng ở cả hai đầu ống gia tốc, sóng phản

xạ này kết hợp với sóng tới sẽ tạo ra sóng dừng

Trong loại gia tốc sóng chạy, các điện tử được bắn ra từ một dây đốt được đưa vào ống dẫn sóng Các điện tử chịu tác dụng của sóng siêu cao tần, trong đó thành phần điện trường gia tốc chạy dọc theo trục của ống dẫn sóng Năng lượng mà chúng đạt được bằng tích e.E.d của điện tích e, cường độ điện trường E và độ dài quãng chạy d có tác dụng của điện trường Ở đây việc gia tốc điện tử đến những năng lượng rất cao là do các điện tử cưỡi lên sóng điện từ tần số cao chạy trong ống gia tốc hình trụ nhẵn làm bằng kim loại Các điện tử được phát ra thành xung có độ dài thời gian

là vài micro giây ở tần số vài trăm xung trong một giây Việc thiết kế được thực hiện sao cho trong ống dẫn sóng, tốc độ pha của vi sóng là bằng nhau để các điện tử có thể liên tục nhận được năng lượng từ điện trường vi sóng

Trong loại gia tốc sóng dừng, việc gia tốc dựa trên nguyên tắc tạo sóng dừng do

sự giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ

Phương trình sóng tới là: 𝐸1 = 𝐸0sin(𝜔𝑡 − 𝑘𝑥) (1.2) Phương trình sóng phản xạ là: 𝐸2 = 𝐸0sin(𝜔𝑡 + 𝑘𝑥 − 𝜑) (1.3) Trong đó: E0 là biên độ sóng

= 2𝐸 cos(𝑘𝑥 − 𝜑

2) sin(𝜔𝑡 − 𝜑

2) (1.4) Biên độ tổng hợp là 𝐴 = 2𝐸0cos(𝑘𝑥 − 𝜑

2) Gía trị biên độ cực đại là 2𝐸0 tại các điểm ứng với 𝑘𝑥 − 𝜑

2 = 𝑛𝜋

Ta thấy, một số điểm biên độ cực đạt cực đại tăng gấp đôi, còn tại một số điểm biên độ bằng 0 Do đó sử dụng gia tốc sóng dừng sẽ tăng điện trường gia tốc lên gấp đôi Các máy gia tốc sóng dừng cho năng lượng gia tốc cao hơn so với loại sóng chạy

có cùng kích thước Trên thực tế, để tạo ra sóng dừng, người ta dùng các hốc đặt bên hông của ống dẫn sóng gia tốc để tạo độ lệch pha 1800 giữa các hốc

1.3.1.1 Cấu tạo của máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong xạ trị [7]

Hình 1 3: Cấu hình thiết kế của một máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong y tế

Máy gia tốc tuyến tính sử dụng trong xạ trị (Hình 1-3) gồm có các thành phần sau:

- Giá đỡ cần máy (gantry support / stand)

- Cần máy (gantry)

- Giường điều trị (patient support assembly)

- Hệ thống điều khiển hoạt động của máy gia tốc (control console)

Giá đỡ cần máy (Gantry stand): Được thiết kế để chịu tải và nâng đỡ cần máy Bao gồm máy phát sóng, súng electron, ống dẫn sóng gia tốc

- Máy phát sóng : gồm hai thành phần chính là nguồn phát sóng (Klystron hoặc Magnetron) và bộ điều chế xung (Modulator)

- Súng điện tử (Electron gun): là thiết bị phát ra các electron, có hai loại súng điện tử thường được sử dụng trong máy gia tốc xạ trị trong ý tế là loại hai cực (diode)

và loại ba cực (triode)

Hình 1 4: Cấu tạo của một máy gia tốc tuyến tính dùng trong xạ trị

- Hệ thống ống dẫn sóng (Wave Guide System): là một cấu trúc kim loại được hút chân không hoặc được lấp đầy khí, có tiết diện hình chữ nhật hoặc tròn để truyền sóng siêu cao tần, gồm hai thành phần chính là ống dẫn sóng siêu cao tần và ống dẫn sóng gia tốc

Cần máy (Gantry): chứa hệ thống gia tốc electron, đầu máy điều trị và được gắn vào giá đỡ cần máy

- Hệ thống gia tốc electron: gồm có ống gia tốc dùng để gia tốc chùm electron tới năng lượng cao nhờ sóng siêu cao tần và hệ thống từ trường hội tụ chùm electron nhằm hội tụ chùm electron để chiếu vào bia để tạo ra tia X hoặc để sử dụng trực tiếp chùm electron cho việc điều trị

- Cuộn lái tia: các điện tử khi đi vào ống gia tốc, dưới sự ảnh hưởng của điện trường sóng siêu cao tần sẽ không chuyển động một cách chính xác dọc theo trục của ống dẫn sóng gia tốc được do không có sự hoàn hảo về cấu trúc của ống gia tốc, sự ảnh hưởng của từ trường ngoài Vì vậy, điện tử cần được lái một cách chính xác qua

hệ thống cuộn lái tia bằng hai cuộn dây vuông góc và tạo thành cặp

- Đầu máy điều trị: là thành phần chính trong máy gia tốc, gồm một số bộ phận quyết định việc phát tia, định dạng, định vị và kiểm soát chùm tia photon và điện tử Các bộ phận chính trong đầu máy gia tốc tuyến tính xạ trị bao gồm: bia tia X, collimator sơ cấp, bộ lọc phẳng, buồng ion hóa kép, collimator thứ cấp, bộ chuẩn trực

đa lá (MLC- Multi Leaf Collimator)

 Bia tia X: dùng để tạo ra chùm photon xạ trị bằng hiệu ứng tạo bức xạ

xạ hãm khi chùm electron có năng lượng cao đâm xuyên vào bia Khi điều trị bằng chùm electron, ta không sử dụng bia

 Collimator sơ cấp: dùng dể hạn chế kích thước trường chiếu cực đại đối với bức xạ tia X và thường được làm bằng Vonfram Chùm tia sau khi đi qua

bộ chuẩn trực sơ cấp có dạng hình nón

 Bộ lọc phẳng (Flatterning Filter): giúp làm phẳng chùm photon phát ra

và làm loe chùm electron ở chế độ điều trị bằng electron

 Hệ thống buồng ion hóa kép: hầu hết trong các máy gia tốc tuyến tính

sử dụng hệ thống buồng ion hóa kép hoạt động độc lập với nhau và ngăn cách với môi trường bên ngoài

 Collimator thứ cấp: bao gồm bốn khối thường làm bằng Vonfram Trong đó, hai khối ở trên và hai khối ở dưới tạo thành ngàm dưới của ống chuẩn trực

 Bộ chuẩn trực đa lá dùng trong máy gia tốc tuyến tính xạ trị ung thư:

Bộ chuẩn trực đa lá: là một bộ thiết bị dùng để định dạng chùm tia, gồm 2 dãy các lá kim loại có thể chuyển động độc lập.Tùy theo hãng sản xuất, mỗi dãy lá

có thể từ 30, 40 hoặc 60 lá Mỗi lá này có thể được điều khiển để dịch chuyển bằng tay hoặc bằng mô tơ tới những vị trí theo ý muốn một cách độc lập Sau khi vị trí của các lá collimator đã được thiết lập, nhìn theo hướng chùm tia ta

có hình dạng theo khối u thực tế (hình 1.5)

Giường điều trị: được thiết kế để đặt bệnh nhân và phục vụ cho việc điều trị Bàn điều trị này được cấu tạo bởi vật liệu carbon, giúp chùm tia bức xạ đi qua một cách dễ dàng mà không bị cản trở bởi vật liệu Bàn điều trị có thể dịch chuyển lên xuống hoặc quay quanh một trục cố định

Phòng điều khiển: là một trung tâm hoạt động điều khiển máy gia tốc tuyến tính,

có nhiệm vụ cấp và phát bức xạ đến bệnh nhân theo như thông số đã tính toán trước Cùng với đó, theo dõi hoạt động chung của máy gia tốc tuyến tính, bao gồm cả việc điều trị cho bệnh nhân

Hình 1 5: Bộ chuẩn trực đa lá

Các hệ thống phụ trợ: gồm bốn hệ thống chính, không liên quan trực tiếp tới việc gia tốc electron nhưng hỗ trợ để hoàn thành công tác đó và giúp máy gia tốc thực hiện công tác xạ trị

- Hệ bơm chân không: tạo chân không 10-6 mmHg trong ống gia tốc và trong hệ phát sóng siêu cao tần

- Hệ thống nước làm mát: dùng để kiểm soát nhiệt độ của các bộ phận như ống dẫn sóng gia tốc, bia, hệ phát sóng siêu cao tần Mục đích chủ yếu của hệ thống này

là ngăn không cho nhiệt độ quá cao ảnh hưởng tới sự hoạt động của máy gia tốc

- Hệ nén khí: để dịch chuyển bia và các thành phần định dạng chùm tia khác bằng khí nén

1.3.1.2 Nguyên lý hoạt động [8]

Các electron được sinh ra do bức xạ nhiệt từ súng điện tử, được điều chế thành các xung sau đó được phun vào ống dẫn sóng gia tốc Đó là cấu trúc dẫn sóng mà trong đó năng lượng dùng cho electron được lấy từ bộ phát sóng siêu cao tần (với tần

số khoảng 3000 MHz)

Sóng siêu cao tần được cung cấp dưới dạng xung ngắn, khoảng một vài micro giây và được phát dưới dạng xung điện áp cao, khoảng 50 KV từ bộ điều chế xung đến máy phát sóng siêu cao tần

Súng electron và nguồn sóng siêu cao tần được tạo thành xung sao cho các electron có vận tốc cao được phun vào ống dẫn sóng gia tốc cùng một thời điểm Hệ thống ống dẫn sóng gia tốc và súng electron được hút chân không dưới áp suất thấp

để tạo ra sự chuyển động tự do, tránh va chạm giữa các nguyên tử khí suốt dọc chiều dài chuyển động của chúng Năng lượng mà các electron có được từ nguồn cung cấp sóng siêu cao tần trong ống dẫn sóng tùy thuộc vào biên độ của điện trường, có nghĩa

là phụ thuộc vào công suất không đổi của nguồn sóng siêu cao tần

Hình 1 6: Sơ đồ khối của một máy giá tốc tuyến tính trong y tế

Chùm electron được gia tốc có xu hướng phân kỳ, một phần do lực tương tác (lực đẩy) Coulomb, nhưng chủ yếu là do lực điện trường trong cấu trúc ống dẫn sóng

có thành phần xuyên tâm Tuy nhiên, sự phân kỳ này có thể được khắc phục và các electron được hội tụ trở lại theo quỹ đạo thẳng khi ta sử dụng một điện trường hội tụ đồng trục Điện trường này là do các cuộn dây nam châm cung cấp và đương nhiên phải đồng trục với ống dẫn sóng Ngoài ra còn có các cuộn lái tia phụ được sử dụng

để dẫn chùm electron sao cho khi xuất hiện từ ống dẫn sóng gia tốc sẽ chuyển động theo đúng hướng yêu cầu

Khi máy gia tốc ở chế độ phát chùm electron thì chùm electron được đưa trực tiếp vào đầu điều trị qua một cửa sổ nhỏ Sau đó được tán xạ trên các lá tán xạ hoặc được một từ trường quét ra trên một diện rộng theo yêu cầu của hình dạng, diện tích trường chiếu trong các trường hợp điều trị cụ thể Chùm tia được tạo hình dạng bằng các bộ lọc phẳng, nêm, collimator sơ cấp, thứ cấp Liều lượng được kiểm soát bằng các detector

Còn ở chế độ phát tia X, chùm electron sau khi được gia tốc, sẽ được bắn vào một bia có số hiệu nguyên tử Z lớn, ở đó các electron bị hãm lại và phát ra tia-X bằng hiệu ứng Bremsstrahlung Trên đầu máy xạ trị còn có các bộ chuẩn trực sơ cấp, thứ cấp, bộ chuẩn trực đa lá (MLC) để tạo ra hình dạng chùm tia theo mục đích điều trị, các detector kiểm soát liều lượng

1.3.2 Máy gia tốc tuyến tính Varian- Unique [9]

Máy xạ trị được lắp đặt tại Bệnh viện Ung Bướu Hà Nội là máy Varian- Unique Máy xạ trị Unique là máy xạ đơn mức năng lượng 6 MV, sử dụng bộ tạo sóng Magnetron, hệ thống dẫn sóng sử dụng sóng đứng với suất liều lên tới 400 MU Máy

có khả năng nâng cấp để thực hiện các phương thức điều trị tiên tiến như IMRT, IGRT hay phương thức xạ trị hiện đại nhất hiện nay RapidArc Máy có khả năng xạ trị động Dynamic, có bộ chuẩn trực đa lá giảm sự ảnh hưởng của tia bức xạ tới các

- Có góc quay ± 1850 theo phương thẳng đứng

- Khoảng cách từ nguồn đến trục (TAD) là 100 ± 0,2 cm

- Chiều cao đồng tâm danh định (Isocenter) là 130 cm

Bộ chuẩn trực:

- Độ lan truyền chùm tia qua bộ chuẩn trực trên và dưới khi di chuyển: ≤ 0.5% liều tia

- Loại chuẩn trực không đối xứng với bộ chuẩn trực ngàm trên và dưới Cặp ngàm dịch chuyển độc lập có thể cân chỉnh và dịch chuyển qua tâm

- Góc quay quanh vị trí 0: ±1650

- Khoảng cách từ mặt dưới đầu máy đến điểm đồng tâm tối thiểu 42,6 cm (có MLC)

- Phụ kiện cho bộ chuẩn trực: các nêm tĩnh (150, 300, 450 và 600), bộ kết nối,

bộ kết nối các phụ kiện, bộ cân chỉnh cơ khí

Hình 1 8: Các kích thước kỹ thuật của Varian- Unique

Yêu cầu về nguồn điện:

- Điện áp nguồn thích hợp với hệ thống điện bệnh viện, sử dụng hệ thống điện

3 pha, 360-440 VAC, 50/60 Hz, chịu được độ thay đổi điện áp nguồn ± 5%, yêu cầu

có dây tiếp đất, tải 15kVA

- Có bộ ổn áp nguồn cho hệ thống nhằm tránh dao động điện > ±10%

- Hệ thống kiểm soát tần số tự động (AFC): kiểm soát sự tự động thay đổi tần

số hoạt động của sóng siêu cao tần bên trong máy để duy trì bức xạ phát ra không thay đổi

Nêm động nâng cao (EDW): có chế độ điều trị dùng nêm động để tạo ra các nêm ảo bằng cách dịch chuyển chính xác ngàm của bộ chuẩn trực trong quá trình phát tia Nêm ảo có các giá trị là 10, 15, 20, 25, 30, 45, 600 với kích thước tới 30 cm theo hướng nêm với trường chiếu 40 cm, dùng ngàm Y-jaw để tạo ra các góc của nêm ảo

Bộ kiểm soát liều

- Hệ thống giám sát liều lượng sẽ giám sát năng lượng chùm tia và dừng phát tia nếu mức năng lượng lựa chọn vượt quá ±3% giá trị thông thường

- Hệ thống khóa liên động: máy tự dừng phát tia khi một trong những việc dưới đây được thực hiện: bộ giám sát liều 1 đã nhận đủ, bộ giám sát liều 2 đã nhận

đủ, thời gian xạ trị đủ, sai số đối xứng dọc không nhỏ hơn 2%, sai số đối xứng ngang không nhỏ hơn 2%, suất liều vượt quá giới hạn, xung liều quá lớn, quá liều tại một góc quay, mất điện tại buồng ion hóa

Bàn bệnh nhân với tấm lót bàn hỗ trợ cho kỹ thuật IGRT và hệ thống điều khiển:

- Có khả năng di chuyển đồng thời 4 hướng: lên và xuống, trượt theo chiều dài

và hai bên, xoay quanh bằng điều khiển từ xa hoặc tại bàn Chuyển động theo chiều đứng khoảng 106 cm với vị trí thấp nhất là 63 cm so với mặt đất Chuyển động ngang

±25 cm Chuyển động quanh trục ±100 cm xung quanh vị trí tâm

- Bề mặt bàn rộng 53 cm Chiều dài mặt bàn ≥200 cm

- Có hai tay cầm điều khiển bàn và có hai bảng điều khiển ở hai bên bàn

- Bàn có tải trọng 227kg

- Các thông số của bàn được hiển thị số hóa

- Có phanh điện từ nhằm giảm độ rung trong khi chuyển động, có phanh tự động khi mất điện có thể hạ bàn bằng tay Hai bên bàn có nút bấm dừng khẩn cấp máy

Bộ điều khiển 4 chiều hoàn toàn tự động cho máy gia tốc:

- Máy tính điều khiển và màn hình hiển thị toàn bộ thông tin điều trị: mức năng lượng, liều, góc quay máy, góc Collimator và thông tin về bàn bệnh nhân

- Cung cấp một chu trình làm việc từ đầu tới cuối với máy xạ trị Hệ thống tích hợp các chương trình quản lý và sử dụng cho máy xạ trị MLC

- Màn hình điều khiển trong phòng ≥ 20 inch LCD, số lượng 1 cái

- Tích hợp DICOM RT để giao tiếp với hệ thống quản lý bệnh nhân

- Tích hợp các báo động (interlock) để an toàn cho máy và bệnh nhân

Bộ chuẩn trực đa lá MLC

- Bộ chuẩn trực đa lá 80 lá, thực hiện các kỹ thuật xạ trị IMRT và điều MLC động (Dynamic MLC)

- Chiều rộng lá 10 mm, trường chiếu tối đa là 40 cm × 40 cm

Bộ chuẩn trực đa lá MLC có khả năng:

- Định dạng trường chiếu 2D: vị trí các lá collimator cố định khi phát tia - Định dạng dạng trường chiếu 3D: các lá collimator dịch chuyển khi phát tia dùng trong điều trị động phù hợp cho các kỹ thuật xạ trị như: điều biến điều (IMRT), MLC động (Dynamic MLC)

- Mỗi lá Collimator được điều khiển bởi motor độc lập

- Hướng dịch chuyển song song với ngàm dưới

- Chất liệu mỗi lá: 90% Vonfram

- Tốc độ dịch chuyển: 1,2 cm/giây với tất cả các lá đồng thời, 2,5 cm/giây với từng lá

Chức năng tự động sắp xếp các trường chiếu tuần tự (AFS)

- Chức năng tự động sắp xếp các góc độ khác nhau của giàn quay (Gantry), vị trí bộ chuẩn trực và thông số chùm tia cho mỗi trường chiếu làm tăng hiệu quả điều trị và giảm sai sót

- Chức năng tự động sắp xếp các trường chiếu tuần tự làm tăng hiệu quả công việc khi nó hoàn toàn tích hợp các tối ưu hóa cho MLC, phối hợp với MLC trong việc lập kế hoạch điều trị tĩnh và động

Tính năng điều biến liều trường chiếu lớn: cho phép tạo ra trường chiếu IMRT tối đa như một trường chiếu đơn

1.3.3 Các kỹ thuật xạ trị

Cùng với sự cải tiến về chế tạo, thiết kế của các thế hệ máy gia tốc thì các kỹ thuật xạ trị ngoài cũng phát triển theo Từ kỹ thuật xạ trị 2-D, chỉ có thể tạo ra các trường chiếu hình vuông, hình chữ nhật đến nay đã phát triển các kỹ thuật như: kỹ thuật xạ trị tương thích theo hình dạng khối u (3D- CRT), kỹ thuật xạ trị điều biến cường độ (IMRT), kỹ thuật xạ trị dưới hướng dẫn hình ảnh (IGRT), kỹ thuật xạ trị vòng (RapidArc) Hiện nay, ở bệnh viện Ung Bướu Hà Nội đang áp dụng một số kỹ thuật như: kỹ thuật 3D-CRT, kỹ thuật IMRT và kỹ thuật Field-in-Field sử dụng chùm

photon

1.3.3.1 Kỹ thuật xạ trị tương thích theo hình dạng khối u (3D-CRT)

Kỹ thuật xạ trị tương thích theo hình dạng khối u (3D-CRT): là kỹ thuật điều trị sử dụng hình ảnh giải phẫu ba chiều và sử dụng sự phân bố liều sao cho thể tích khối u nhận được liều cao nhất còn thể tích mô lành nhận được liều thấp nhất Khái niệm phân bố liều thích hợp được đưa ra để kể đến mục đích lâm sàng cũng như khả năng kiểm soát khối u là lớn nhất và khả năng biến chứng của mô lành là nhỏ nhất

Kỹ thuật này có sự tiến bộ hơn kỹ thuật xạ trị 2D vì sử dụng các khối chì che chắn hoặc hệ chuẩn trực đa lá (MLC) lắp đặt trên đầu máy xạ trị để tạo ra các chùm bức

xạ với các hình dạng bất kỳ theo từng hướng chiếu, điều này giúp việc phân bố liều giữa khối u và mô lành lành đạt hiệu quả tốt hơn Tuy nhiên, với kỹ thuật 3D-CRT thì sự phân bố liều lượng khi chiếu tới khối u tại các vị trí là như nhau, điều này sẽ khiến cho các cơ quan nhạy cảm, cần bảo vệ nằm ngay sát khối u bị ảnh hưởng bởi bức xạ Để khắc phục vấn đề trên thì kỹ thuật IMRT được sử dụng

1.3.3.2 Kỹ thuật xạ trị điều biến liều (IMRT)

Kỹ thuật xạ trị điều biến liều (IMRT): nguyên tắc của IMRT là điều trị bệnh nhân từ một số các hướng khác nhau (hoặc hình cung liên tục) với các chùm tia không đồng đều Do bề mặt cũng như thế tích khối u không đều, lồi lõm ở các vị trí, các hướng khác nhau nên với các chùm tia không đồng đều thì liều cao được phân bố tối

đa đến thể tích khối u và tối thiểu đến các mô lành bao quanh Về mặt vật lý, tính

năng chung của IMRT là tăng cường việc kiểm soát phân bố liều ba chiều thông qua

sự chồng chập của các trường chiếu nhỏ độc lập nhau trong một hướng của chùm tia

Có hai kỹ thuật IMRT cơ bản sử dụng hệ chuẩn trực đa lá (MLC) để tạo ra các trường chiếu có cường độ không đồng nhất là kỹ thuật MLC tĩnh (step-and-shoot) và

- Kỹ thuật MLC động:

Khác với kỹ thuật IMRT tĩnh, trong kỹ thuật IMRT động thì với mỗi trường chiếu, các cặp lá MLC được di chuyển liên tục trong khi máy vẫn phát tia Tương ứng với các phân đoạn trường chiếu cũng thay đổi một cách liên tục, và mọi hoạt động này cũng được điều khiển bằng máy tính Vì vậy, cần có phương án cho việc tính toán vị trí của các lá MLC sao cho đạt hiệu quả điều trị tốt nhất mà không gây rò

rỉ bức xạ từ các lá MLC

1.3.3.3 Kỹ thuật FiF

Phương pháp lập kế hoạch của 3D- CRT là phương pháp lập kế hoạch xuôi, tức

là khi lập kế hoạch theo phương pháp này thì ta phải thực hiện các bước sau: thiết kế trường chiếu, sử dụng các công cụ hỗ trợ (các MLC, wedge, điều chỉnh trọng số), tính toán liều, đánh giá kế hoạch Nếu kế hoạch đáp ứng được các yêu cầu của bác sĩ đưa

ra ban đầu thì quá trình lập kế hoạch kết thúc Nếu kế hoạch chưa đáp ứng được yêu cầu của bác sĩ thì các kỹ sư vật lý cần thực hiện lại các bước trên

Phương pháp lập kế hoạch của IMRT là phương pháp lập kế hoạch ngược, ý tưởng của phương pháp này là: “Biết trước phân bố liều mục tiêu, làm sao điều chỉnh các thông số để đạt được phân bố liều đó?” Kế hoạch ngược sử dụng thuật toán tối

ưu hóa trên máy tính, xác định thông số tốt nhất của chùm tia để đưa ra giải pháp càng gần dữ liệu ra mong muốn càng tốt

Kỹ thuật FiF thực chất là kỹ thuật IMRT sơ khai nhất, giống với kỹ thuật IMRT tĩnh nhưng sử dụng phương pháp lập kế hoạch thuận Nói cách khác, FiF cho phân

bố liều bức xạ trên khối u giống với IMRT nhưng kỹ thuật lập kế hoạch lại giống với 3D- CRT Chính vì vậy, FiF tạo ra các trường chiếu với sự phân bố liều không đồng đều theo hình dạng khối u, liều bức xạ sẽ được phân bố theo bề dày, sự lồi, lõm của khối u Để có được phân bố liều không đồng đều thì khi thực hiện lập kế hoạch cho

kỹ thuật FiF, các kỹ sư vật lý cần chia nhỏ các trường chiếu lớn thành các trường chiếu con (các subfield), và điều chỉnh trọng số của chúng để đạt được phân bố liều tối ưu nhất, đáp ứng được các yêu cầu của bác sĩ Trường chiếu con là trường chiếu nằm trong trường chiếu chính và có kích thước, trọng số nhỏ hơn trường chiếu chính Việc điều chỉnh trường chiếu và trọng số của các trường chiếu được lặp đi lặp lại cho đến khi đạt được phân bố liều như mong muốn

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XẠ TRỊ UNG THƯ VÚ

Quy trình của một ca xạ trị ung thư vú bao gồm: mô phỏng, lập kế hoạch xạ trị

và tiến hành xạ trị Mỗi bước trong quy trình đều là một mắt xích hết sức quan trọng

Để việc điều trị cho bệnh nhân đạt hiệu quả cao thì mỗi bước cần được thực hiện một cách cẩn thận, chính xác

Sau khi bệnh nhân được các bác sĩ thăm khám, chẩn đoán, xác định giai đoạn bệnh, phương pháp điều trị thì các bệnh nhân sẽ được tiến hành mô phỏng

Hình 2 1: Tư thế khi chụp CT với ca ung thư vú

2.1.2 Thực hiện mô phỏng bằng CT- Simulator

Hệ thống mô phỏng là hệ thống chụp CT – Mô phỏng gồm 3 phần chính: máy chụp CT – Mô phỏng, hệ thống laser định vị, bộ thiết bị cố định tư thế bệnh nhân, hệ thống máy tính Chức năng của máy mô phỏng là thu nhận dữ liệu ảnh phục vụ cho quá trình lập kế hoạch, đồng thời nó cũng được sử dụng để mô phỏng, kiểm tra việc điều trị và che chắn được tạo ra từ hệ thống lập kế hoạch trước khi đưa bệnh nhân vào điều trị chính thức trên máy điều trị

- Máy chụp CT: một máy quét CT xạ trị chuyên dụng được trang bị với các phụ kiện như giường bệnh nhân, các thiết bị định vị bệnh nhân Cần máy của máy CT-SIM có đường kính rộng hơn máy CT bình thường để có thể mô phỏng được các tư thế bệnh nhân khác nhau, giường bệnh nhân phải là giường phẳng để đảm bảo tư thế của bệnh nhân khi mô phỏng và khi xạ trị là giống nhau

Hình 2 2: Máy CT- SIM

- Hệ thống laser định vị: gồm 3 đèn laser (1 lắp trên trần, 1 bên trái và 1 bên

phải) Các tia laser chéo nhau để định vị chính xác vị trí, tư thế và tọa độ trên cơ thể bệnh nhân Kỹ thuật viên xạ trị sử dụng hệ thống laser mô phỏng để xác định điểm ban đầu theo các mốc giải phẫu đã được bác sĩ chỉ định, và tiến hành dán các dấu chì lên da người bệnh theo giao điểm của các đường laser