Bài viết trình bày khảo sát quy trình kiểm tra chất lượng hằng ngày của hai máy máy gia tốc xạ trị Truebeam theo tiêu chuẩn AAPM-TG 142 và của hãng Varian đề ra bằng phần mềm kiểm tra chất lượng máy (Machine Performance Check,MPC) tại Bệnh viện Ung Bướu Thành phố Hồ Chí Minh (BVUB TPHCM), qua đó thống kê và đánh giá kết quả đo, đưa ra đánh giá về chất lượng các máy gia tốc.
Trang 1282
ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH BẢO ĐẢM CHẤT LƯỢNG
MÁY XẠ TRỊ GIA TỐC TRUEBEAM HẰNG NGÀY
TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BẰNG PHẦN MỀM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MÁY (MPC)
NGÔ TRUNG NGHĨA1, LÊ HUỲNH SƠN2
Địa chỉ liên hệ: Lê Huỳnh Sơn
Email: lehuynhson2010@gmail.com Ngày nhận bài: 05/10/2020 Ngày phản biện: 03/11/2020
Ngày chấp nhận đăng: 05/11/2020
1 KS Phó Trưởng Khoa Kỹ thuật phóng xạ, BVUB TPHCM
2 CNVL ĐHQG TP HCM, Trường ĐHKHTN TP HCM
ĐẶT VẤN ĐỀ
Máy gia tốc xạ trị Truebeam là một máy xạ trị
gia tốc tiên tiến, hiện đại với nhiều ưu điểm vượt trội
như lá MLC nhỏ, bàn điều trị sáu chiều, hỗ trợ thêm
hai hệ ghi nhận hình ảnh MV và KV,… có thể thực hiện được các kỹ thuật xạ trị kĩ thuật cao như IMRT, VMAT, SRS, SBRT, Tuy nhiên, sau một thời gian
sử dụng, các bộ phận cơ khí của máy sẽ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như độ ẩm, nhiệt
TÓM TẮT
Mục tiêu:
Khảo sát quy trình kiểm tra chất lượng hằng ngày của hai máy máy gia tốc xạ trị Truebeam theo tiêu chuẩn AAPM-TG 142 và của hãng Varian đề ra bằng phần mềm kiểm tra chất lượng máy (Machine Performance Check,MPC) tại Bệnh viện Ung Bướu Thành phố Hồ Chí Minh (BVUB TPHCM), qua đó thống kê và đánh giá kết quả đo, đưa ra đánh giá về chất lượng các máy gia tốc
Đối tượng và phương pháp:
Dữ liệu về kết quả kiểm tra hằng ngày về cơ khí và liều lượng của hai máy gia tốc Varian Truebeam: Truebeam 1 TB3134 và Truebeam 2 TB3141 bằng phần mềm MPC sẽ được hồi quy, thống kê từ ngày 10/02/2020 đến ngày 30/06/2020 Các tiêu chuẩn về kiểm tra chất lượng máy gia tốc được dựa vào AAPM-TG 142 và của hãng Varian đề ra
Kết quả:
Tất cả các phép kiểm về cơ khí đều đạt trong ngưỡng cho phép, thậm chí sai số rất nhỏ so với ngưỡng của AAPM-TG 142 và của hãng Varian đề ra
Về các phép kiểm về liều lượng, đối với phép kiểm về độ thay đổi đầu ra của các chùm tia, các số liệu sai số có xu hướng tăng dần theo thời gian Đa số các số liệu điều nằm trong ngưỡng cho phép ở cả hai máy Các phép kiểm còn lại về độ thay đổi đồng liều chùm tia và độ dời tâm chùm tia điều đạt trong ngưỡng cho phép ở cả hai máy
Bởi vì yêu cầu độ chính xác khi sử dụng các kỹ thuật xạ trị kỹ thuật cao, khi có bất kì phép kiểm nào
có kết quả vượt ngưỡng cho phép đều sẽ được sửa chữa ngay lập tức trước khi điều trị
Kết luận:
Về cơ khí, hai máy Truebeam tại BVUB TPHCM hoạt động chính xác và ổn định, các mục kiểm tra đều cho kết quả đạt trong ngưỡng cho phép Trong khi đó, về liều lượng, đa số các số liệu ổn định và cho kết quả rất tốt, hiếm khi vượt ngưỡng giới hạn Các kết quả đó cho thấy hai máy xạ trị đáp ứng tiêu chuẩn
và yêu cầu để thực hiện các kỹ thuật xạ trị kỹ thuật cao
Trang 2độ,… làm cho chúng hoạt động không còn chính xác
nữa Do đó, để máy hoạt động chính xác bắt buộc
cần có những phép kiểm tra nhằm hạn chế lỗi và kịp
thời phát hiện các sai lệch để có thể sữa chữa,
đảm bảo các bộ phận cơ khí hoạt động chính xác và
trong khoảng cho phép Để sử dụng các kỹ thuật đó
đạt hiệu quả khi điều trị cho bệnh nhân, các kỹ sư
phải kiểm tra chất lượng máy cẩn thận và nghiêm
ngặt Do đó, hãng Varian đã tạo ra phần mềm
kiểm tra hoạt động máy (Machine Performance
Check, MPC) để hỗ trợ kiểm tra chất lượng cho máy
hằng ngày
Nhóm tác giả đã thực hiện khảo sát quy trình đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc xạ trị tuyến tính Truebeam hằng ngày bằng phần mềm kiểm tra hoạt động máy (Machine Performance Check, MPC) tại bệnh viện Ung Bướu Thành phố Hồ Chí Minh (BVUB TPHCM) theo tiêu chuẩn dựa theo AAPM-TG 142 và hãng Varian Qua đó, nhóm đã tiến hành hồi quy, đánh giá kết quả thu được và đưa ra kết quả về chất lượng của hai máy gia tốc Truebeam
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
Bảng 1 Danh mục kiểm tra đảm bảo chất lượng về cơ khí hằng ngày của các máy Truebeam
tại BVUB TP.HCM
Điểm đồng tâm (isocenter)
Độ lệch hình ảnh MV (MV imager projection offset) ± 0,50mm
Độ lệch hình ảnh kV (kV imager projection offset) ± 0,50mm
Hệ chuẩn trực (collimation)
MLC (Multi-leaf collimator)
Độ lệch lớn nhất của các lá nhóm A (maximal offset leaves A) ± 1,00mm
Độ lệch lớn nhất của các lá nhóm B (maximal offset leaves B) ± 1,00mm
Độ lệch trung bình các lá nhóm A (mean offset leaves A) ± 1,00mm
Độ lệch trung bình các lá nhóm B (mean offset leaves B) ± 1,00mm Ngàm (jaws)
Độ lệch góc quay hệ chuẩn trực (rotation offset) ± 0,50 0
Cần máy (gantry)
Bàn điều trị (couch)
Nghiêng bàn chiều đầu - chân và ngược lại (pitch) ± 0,10 0
Nghiêng bàn chiều trái - phải và ngược lại (roll) ± 0,10 0
Độ lệch tâm bàn khi chuyển động (rotation-induced couch shift)
Trang 3284
Bảng 2 Danh mục kiểm tra đảm bảo chất lượng về liều lượng của các chùm tia photon hằng ngày
của các máy Truebeam tại BVUB TP.HCM
Độ thay đổi đầu ra chùm tia (beam output change) ± 2,00%
Độ thay đổi độ đồng liều chùm tia (beam uniformity change) ± 2,00%
Bảng 3 Danh mục kiểm tra đảm bảo chất lượng về liều lượng của các chùm tia electron hằng ngày
của các máy Truebeam tại BVUB TP.HCM
Độ thay đổi đầu ra chùm tia (beam output change) ± 2,00%
Độ thay đổi đồng liều chùm tia (beam uniformity change) ± 2,00%
Đảm bảo chất lượng cho máy gia tốc xạ trị
được làm theo tần suất thực hiện là ngày, tháng,
năm Tần suất thực hiện càng ít các phép kiểm tra
càng khó Dựa theo thảo luận nhóm số
142 (TG-142) của AAPM, các kỹ sư tại BVUB
TPHCM đã lập ra quy trình đảm bảo chất lượng cho
máy gia tốc xạ trị Truebeam giống với các máy
thông thường nhưng tiêu chí được nâng cao hơn,
sai số khắt khe hơn các máy thông thường do các
máy thông thường được kiểm ra bằng tay còn
Truebeam được thực hiện bởi phần mềm và các
công cụ kiểm tra tự động Tiêu chuẩn của các phép
kiểm về cơ khí được liệt kê ở bảng 1 và các phép
kiểm về liều lượng ở bảng 2 và bảng 3
Để thực hiện các phép kiểm tra hằng ngày cho
máy xạ trị Truebeam, một vài dụng cụ, phần mềm hỗ
trợ được sử dụng trong đó có phần mềm MPC MPC
là một phần mềm tích hợp kiểm tra tự động để kiểm
tra các chức năng quan trọng của hệ thống xạ trị
nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động chính xác với
những tiêu chuẩn được hãng đề ra Công cụ này
được hãng sản xuất lập trình sẵn và là một chương
trình được dùng để kiểm tra chất lượng cho máy gia
tốc bao gồm một chuỗi 39 hình ảnh (với 12 hình
chụp kV và 27 hình chụp với đầu dò MV) MPC hoạt
động rất nhanh và đáng tin cậy được sử dụng kiểm
tra hằng ngày trước khi điều trị cho bệnh nhân
Chương trình MPC yêu cầu một phantom IsoCal
được đặt cố định ở đầu của bàn điều trị bằng một bộ
giữ phantom
Phantom IsoCal là một hình trụ rỗng với đường
kính và chiều dài 23cm được đính lên 16 hạt
vonfram-carbide (với đường kính mỗi hạt là 4mm)
Sau đó, MPC sẽ thực hiện một chuỗi các ghi nhận
hình ảnh MV và kV và so sánh với các hình ảnh
được đo đạc dữ liệu để có được các thông tin của chùm tia Đồng thời kiểm tra thông tin về cơ khí cho chuyển động của các ống chuẩn trực và cần máy, bàn và các lá MLC Các hình ảnh được xử lý ngay lập tức và kết quả được hiển thị để có thể đánh giá nhanh Kết quả phải nằm trong khoảng cho phép do nhà sản xuất đề ra
Hình 1 Phantom IsoCal
Các bước để sử dụng chương trình MPC như sau
Đầu tiên, điều chỉnh cho cần máy và góc quay
hệ thống chuẩn trực về 0
Gắn bộ giữ phantom vào vị trí H2 của bàn điều trị, vị trí này được nhà sản xuất yêu cầu
Gắn phantom lên bộ giữ
Tiến hành điều khiển quá trình kiểm tra chất lượng bằng bộ điều khiển của Truebeam
Hiện tại BVUB TPHCM có 2 máy gia tốc xạ trị tuyến tính Truebeam 1 và Truebeam 2 Các máy gia tốc này đều có bốn mức photon suất liều thấp là 6MV, 8MV, 10MV, 15MV; hai mức suất liều cao là
Trang 46MV FFF và 10MV FFF; tám mức năng lượng
electron là 6MeV, 9MeV, 12MeV, 15MeV, 18MeV,
20MeV, 22MeV MPC sẽ tiến hành thực hiện các
phép kiểm tra về liều lượng cho tất cả các mức năng
lượng đó Tuy nhiên, MPC chỉ thực hiện kiểm tra
chuyển động cơ khí cho hệ thống điều trị của máy
gia tốc ở chùm tia photon 6MV
KẾT QUẢ
Các thông số kết quả kiểm về cơ khí đều đạt
trong ngưỡng cho phép Đặc điểm chung của tất cả
các phép kiểm là kết quả đo đạc được điều nằm dưới ngưỡng, thậm chí nhỏ hơn ngưỡng cho phép rất nhiều có thể kể đến các phép kiểm về điểm đồng tâm, MLC, bàn điều trị,… Để dễ so sánh, kết quả đo được của bàn điều trị sẽ được chia làm: ba chiều di chuyển (lateral, vertical, longitudinal) và ba chiều xoay (pitch, roll, rotation) Các kết quả về cơ khí sẽ được thể hiện dưới các hình dưới đây
Điểm đồng tâm
Hình 2 Độ lệch của các phép kiểm điểm đồng tâm theo thời gian ở máy 1
Hình 3 Độ lệch của các phép kiểm điểm đồng tâm theo thời gian ở máy 2
MLC
Hình 4 Độ lệch của các phép kiểm MLC theo thời gian ở máy 1
Trang 5286
Hình 5 Độ lệch của các phép kiểm MLC theo thời gian ở máy 2
Ngàm
Hình 6 Độ lệch của các phép kiểm ngàm theo thời gian ở máy 1
Hình 7 Độ lệch của các phép kiểm ngàm theo thời gian ở máy 2
Độ lệch góc quay hệ chuẩn trực
Hình 8 Độ lệch của góc quay hệ chuẩn trực theo thời gian ở máy 1
Trang 6Hình 9 Độ lệch của góc quay hệ chuẩn trực theo thời gian ở máy 2
Cần máy
Hình 10 Độ lệch của góc quay cần máy theo thời gian ở máy 1
Hình 11 Độ lệch của góc quay cần máy theo thời gian ở máy 2
Bàn điều trị
Hình 12 Độ lệch bàn điều trị theo 3 chiều dịch chuyển theo thời gian ở máy 1
Trang 7288
Hình 13 Độ lệch bàn điều trị theo 3 chiều dịch chuyển theo thời gian ở máy 2
Hình 14 Độ lệch bàn điều trị theo 3 chuyển động xoay theo thời gian ở máy 1
Hình 15 Độ lệch bàn điều trị theo 3 chuyển động xoay theo thời gian ở máy 2
Hình 16 Độ lệch của tâm bàn khi bàn di chuyển theo thời gian ở máy 1
Trang 8Hình 17 Độ lệch của tâm bàn khi bàn di chuyển theo thời gian ở máy 2
Đối với các phép kiểm về liều lượng, về độ thay đổi đầu ra, sai số của tất cả các mức năng lượng, các loại chùm tia đều có khuynh hướng tăng dần theo thời gian Tuy nhiên, ở máy 1, cho thấy có một số liệu vượt quá ngưỡng cho phép Về độ đồng liều và độ dời tâm chùm tia, các kết quả đo đạc dao động không ổn định mỗi ngày Tuy nhiên, sai số của tất cả các mức năng lượng và các loại chùm tia đều nằm trong ngưỡng cho phép Các kết quả đo đạt được về liều lượng sẽ được thể hiện ở các hình dưới đây
Độ thay đổi đầu ra chùm tia
Các mức năng lượng photon suất liều thấp
Hình 18 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 1
Hình 19 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 2
Trang 9290
Hình 20 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 1
Hình 21 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 2 Các mức năng lượng electron
Hình 22 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng electron theo thời gian ở máy 1
Trang 10Hình 23 Độ thay đổi đầu ra chùm tia các mức năng lượng electron theo thời gian ở máy 2
Độ thay đổi đồng liều chùm tia
Các mức năng lượng photon suất liều thấp
Hình 24 Độ thay đổi đồng liều chùm tia các mức năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 1
Hình 25 Độ thay đổi đồng liều chùm tia các mức năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 2 Các mức năng lượng photon suất liều cao
Hình 26 Độ thay đổi đồng liều chùm tia các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 1
Trang 11292
Hình 27 Độ thay đổi đồng liều chùm tia các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 2 Các mức năng lượng electron
Hình 28 Độ thay đổi đồng liều chùm tia của các mức năng lượng electron theo thời gian ở máy 1
Hình 29 Độ thay đổi đồng liều chùm tia của các mức năng lượng electron theo thời gian ở máy 2
Độ dời tâm chùm tia
Các mức năng lượng photon suất liều thấp
Hình 30 Độ dời tâm chùm tia của các năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 1
Trang 12Hình 31 Độ dời tâm chùm tia của các năng lượng photon suất liều thấp theo thời gian ở máy 2
Các mức năng lượng photon suất liều cao
Hình 32 Độ dời tâm chùm tia của các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 1
Hình 33 Độ dời tâm chùm tia của các mức năng lượng photon suất liều cao theo thời gian ở máy 2
BÀN LUẬN
Đối với các phép kiểm tra về cơ khí, nhìn
chung, các kết quả đo đạc được của tất cả các phép
kiểm điều dao động không ổn định nhưng vẫn nằm
trong ngưỡng cho phép Đặc biệt một số các phép
kiểm còn cho kết quả rất tốt và nhỏ hơn ngưỡng cho
phép rất nhiều Từ các kết quả về cơ khí đo được
của các máy xạ trị gia tốc Truebeam cho thấy việc
thực thi xạ trị và ghi nhận hình ảnh cho IGRT luôn
chính xác và hiệu quả Bên cạnh đó, khi cơ khí của
máy luôn đảm bảo tính chính xác sẽ giúp hỗ trợ hạn
chế rò tia, giúp đưa liều chính xác vào bướu và tránh
liều vào cơ quan lành
Đối với các phép kiểm tra về liều lượng, về độ
thay đổi đầu ra chùm tia cho thấy xu hướng tăng dần
và dần ổn định theo thời gian ở cả hai máy Ở máy
1, kết quả đo đạc được ở ngày 19/06/2020 ở tất cả các mức năng lượng và các loại chùm tia đều vượt ngưỡng cho phép do sự sai lệch về nhiệt độ trong phòng máy Sau đó, các kỹ sư đã thực hiện kiểm tra
và hiệu chỉnh ngay lập tức trước khi thực hiện điều trị cho bệnh nhân Đối với các phép kiểm về độ đồng liều chùm tia và độ dời tâm chùm tia, ở cả hai máy điều cho các kết quả tốt, nằm trong ngưỡng cho phép Các máy gia tốc Truebeam được dùng để thực hiện các kỹ thuật xạ trị kỹ thuật cao nhưng cũng tồn tại khả năng một vài thành phần của máy hoạt động không chính xác Do đó, việc đo đạc kiểm tra chất lượng hằng ngày cho máy gia tốc Truebeam là rất quan trọng
Trang 13294
và khắc phục lỗi ngay lập tức Các phần mềm, công
cụ hỗ trợ của bên thứ ba như Daily QA3 hay phần
mềm kiểm tra chất lượng hình ảnh của máy sẽ được
sử dụng để so sánh với kết quả của MPC, hỗ trợ các
kỹ sư sửa chữa, hiệu chỉnh để máy hoạt động hiệu
quả, chính xác
KẾT LUẬN
Quy trình kiểm tra chất lượng hằng ngày cho
hai máy gia tốc Truebeam tại BVUB TP.HCM đều
được thực hiện đều đặn theo tiêu chuẩn AAPM
TG-142 và của hãng Varian đề ra
Tất cả các kết quả đo đạc về cơ khí điều nằm
trong khoảng cho phép điều này cho thấy chất lượng
điều trị của bệnh nhân khi xạ trị bằng kỹ thuật hiện
đại chính xác và hiệu quả Điều này cho thấy các
máy xạ trị gia tốc Truebeam luôn đáp ứng tiêu chuẩn
để thực hiện các kỹ thuật xạ trị kĩ thuật cao
“trôi” và tăng dần theo thời gian Nhờ đo đạc số liệu mỗi ngày nên có thể hỗ trợ kĩ sư để tìm ra được
xu hướng tăng dần của liều giúp phát hiện sớm, dự đoán ước lượng số tăng mỗi ngày để hiệu chỉnh lại Bất kỳ các phép kiểm nào, nếu phát hiện có thành phần hoạt động không chính xác, việc tiến hành sữa chữa sẽ được thực hiện ngay lập tức để giảm thiểu sai số khi điều trị cho bệnh nhân
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1 AAPM (2010), Task Group No.142 report: Quality assurance of medical accelerators
2 Varian medical systems (2015), TrueBeam Machine Performance Check Reference Guide,
pp 12-40, Varian Medical Systems Inc, Switzerland