Thông tin tài liệu
1 TNG QUAN V X TR 1.1. X tr là gì? X tr là mt u tr bnh bng cách s dng các tia bc x ion hóa chiu vào vùng t nhm hn ch s phát trit khi [1]. Ngày nay, x tr t c bit quan trng trong vic u tr . Mc tiêu ca x tr - u tr cha tru tr nhm tiêu dit tri các t ng hp các t ng b phn khác tron th. - u tr h tr: là áp d tr cùng vi m ly kh ra, hoc cùng vi thuc hoá tr. - u tr kim soát triu chu tr nhm kim ch s phát trin ca nhng t i u nh ln các t bàp , làm gii vi nhng khi u ln chèn ép các dây thn kinh, khí qun hoc thc qua s hu sng bnh nhân. - X tr u tr hoc kim ch h thng min dch c c khi thay ghép tu hoc thay máu vì h thng min dch có th không chp nhn hay loi b tu và thanh huyt l . X tr ng thi có th tiêu dit nhng t bnh nhân. 1.2. Các p khác nhau. chia thành hai x tr ngoài và x tr trong[1]. 2 1.2.1. 1.2.2. 1.3. Qu tr x tr u tr x tr gm 8 c chính: - Quyu tr. - C bnh nhân. - CT mô phng. - D liu hình u tr. - nh vùng th u tr. - Lp k hoch u tr và tính toán liu. - hoch. - Tin hành x tr. 3 1.3.1. Quyu tr Các bc phát hin có các khi u hay các khi u c tiên s a chn u tr phù hp. Trong quá trìnt c các khâu chc tin nh tình trn bnh. Nhng yu t m chnh, các xét nghin v sinh hóa hay nhng thông tin v mô b nh loi bn b xâm ln ca khi u. Cui cùng, ting quyu tr cho bnh nhân. 1.3.2. C bnh nhân Mt bu tr x tr trong nhiu ngày, d th bnh nhân cc thit lp giu tr. Vì th vic c bnh nhân là công vic rt quan trng, nh vic chiu x trí u tr Hình 1.1: Dng c c bnh nhân nh hiu qu có th làm gim thiu sai s bnh nhân, dn gim các bin chng hay tác dng ph cho bnh nhân. Khi c nh bnh nhân, tu u tr n, dng c, c nh phù hp s 4 c s dng. S thoi mái ca b c nh là mt yu t quan trng n toàn b quy trình và kt qu u tr bnh nhân. Mi m x tr c trang b nhn, dng c c nh phù hp cho tng v trí, tng loi bnh mà h u tr. 1.3.3. CT mô phng H thng mô phng bao gm máy CT (Computed Tomography) và máy tính u khin máy mô ph và x lý d liu mô phng. Ch ca máy CT mô phng là thu nhn d liu hình nh phc v cho quá trình lp k hoch. Tu Bnh vin Ch Ry, h thng mô phng bao gm máy CT-SIMULATION phân gii cao và b nh v. Hình 1.2:Máy PET/CT có chp nh CT mô phng ti Bnh vin Ch Ry Nh h thng mô phng CTSIMULATION này, vic x tr tr n t nhiu. H thng laser mô phc gn trong phòng chp nh v chính xác v và t khi chp nh. Kt qu mô phng c gi ti phn mu khin chùm laser và h thng lp k hoch o VPS 5 (Virtual Planning Systems). Trong h thng VPS, bác s nh v trí, kích c kh i b tâm khi u s c truyn li v phn mu khin ca h thng laser. Phn mm này t ng tính ra khong cách gia tâm khi u vi t gc trên nh CT ca bnh nhân. H thng mô phng CT-SIMULATION s u khin t ng s dch chuyn c h laser v tâm khi u ca bnh nhân (bnh nhân vn nm c ng CT) và k thut viên s u v trí tâm kh bnh nhân. Ngoài ra d liu hình c gi v h thng lp k ho thc hin vic tính toán s phân b liu tr cho bnh nhân. 1.3.4. D liu hình u tr 1.3.4.1. Chp nh CT Hình nh chp CT s giúp cho vi trí ca kh bnh nhân. nh CT là hình n nhc s dng trong h thng lp k hoch và tính toán liu. Hình nh CT cho vic lp k hoch phc chc yêu cu ca công vic lp k hoch v b dày lát ct. 1.3.4.2. Chp cng t - MRI Trong x tr MRI (Magnetic Resonance Ic dùng ch yu trong nhng hp cn b sung nhng thông tin gii phu hoc kt hp vi các ci thin s t cách chi ting khi u, nht là nhng khi u tin lit tuyn và khi u h thn kinh. Trong h thng lp k hoch, d liu nh ca bnh nhân có th c x giúp các bác quan sát khn bo v v chính xác và kt qu ca quá trình lp k hoch. 6 1.3.5. nh vùng th u tr Vinh các vùng th u tr c thc hin trong h thng lp k hoch và tuân th theo các ch dn ca t chc quc t ICRU (International Commission on Radiation Units). Các bác s s v các vùng th u tr quan quan tr t lý lp k hoch s h tr v các cu trúc ít quan trn 1.3.6. Lp k hou tr và tính toán ling Vic thit lng chiu là la chng chiu và mng ca tng chùm tia. Vic này ph thuc vào v c khi u trong tng ng hp c th và theo kinh nghim ca t i. S la chn m ng ca tng chùm tia ph thuc vào bn cht ca chùm tia bc x. Vi nhng khi u nm trên da hoc v trí rt nông gn b mng s dng chùm tia electron. Do ling chùm tia electron b li ln nht gn b mt da và suy gim r bnh nhân. Vi nhng khi u nm sâu , ta có th s dng các chùm tia photon. Tùy thuc vào m sâu ca khi u, mà ta quynh la chng thp hay cao. Vi khi dTrong tng ng hp c th, s ng chiu chùm tia hoàn toàn ph thuc vào v c khm ci lp k hoch. Song song vi vic thit lng chiu, ta phi s dng các thit b ph tr to ra mt k hoch t s dng các thit b ph tr mt cách hiu qu nhi lp k hoch cn phi hiu rõ v bn cht ca các thit b Sau khi thit lng chiu và s dng các thit b ph tr cn thit, i lp k hoch s tin hành tính toán liu tr i ng là nhng nht, ví d c có nhiu không khí, hay vùng tiu khung có nhia mô mm, không kh s 7 mô ca chúng rt khác bit). Vì th ta s chn thut toán tính toán phân b liu phù hp nh có th áp dng vào viu tr cho nhng hp khác nhau. 1.3.7. hoch Sau khi tính toán ling và xem phân b liu, ta tin ho xem xét k hoch va thit k t và t Khi k hoch này c chp nhn thì nó s u tr thc t. Viu tr thc t s c thit lp ging ht k trên phn mm. Nu k hoáp ng c các yêu cu v phân b li u, cn phi làm t c thit lng chiu và s dng các thit b ph tr. hong ti khi u và ling ti các t chc nguy cp cn bo v. Mt k hoch tt là k hoch m bu kin sau: - liu bác ch nh ti khi u, vùng nhn liu ln nht nm trong khi u t quá 107% liu ch nh [4]. - Liu ti các t chc nguy cp cn bo v nm trong gii hn liu cho phép. 1.3.8. Tiu tr Sau khi k hoc chp nhn, các thông s n k hou tr c chuyn sang phòng máy gia tc thông qua h thng mng LAN. H thng máy tính và phn mm s u khin máy gia t u tr mi ngày cho bnh nhân. c tranh tng quan v x tr, bao g tr u tr x tr. Trong phn trình bày tip theo c tài, chúng tôi s u v các thut toán tính toán liu và các thông s vc s d tính liu x tr. 8 2 LÝ THUYT CA TÍNH TOÁN LIU X TR t, mc tiêu ca x tr là cung cp mt liu tr thích h u cho khi ung thi gim liu hp th ti thiu cho nhng y thc hin các mc tiêu này, h thng máy tính vi các phn mm lp k hoch tính toán lic s d tính toán s phân b lic la chn. Các phn mm s s dng các thut toán tính toán liu khác nhau. Tuy mi thut toán s dng mt h thc u da trên các thông s vt lý n cc thc nghim, t thuc tính toán c xây dng b d liu tính toán trên mô hình bnh nhân. 2.1. Các thut toán tính toán liu hin nay Thut toán tính toán liu cho k hou tr c phát trin t gia nh n các thut toán chia làm ba loi [6]: Thut toán da trên s hiu chnh (correction-based), thut toán da trên mô hình hoá (model-based), và thut toán Monte Carlo (direct Monte Carlo). Thut toán da trên mô hình hoá là mt trong nh c s dng cho vic tính toán s phân b liu trong các k hou tr 3-Dm là kh ng s vn chuyn trong không gian ba chi liu kin mt cân bng hn, có th xy ra trong các mô m thi. Tuy nhiên các thui kh x lý ca các h thng máy tính phi mnh, ngày nay vi s phát trin ca h thng máy tính và b vi x o thun li cho vic áp dng các thut toán này cho thc t. 2.1.1. Thut toán da trên s hiu chnh Thut toán da trên s hiu chnh là thut toán bán thc nghim. Thut toán này ch yu da trên các d lic, thu thp trong phantom c ph li sâu (percentage depth dose - PDD), s phân b liu theo mt phng ngang (beam profile), h s li ra (output factor). nó s hiu chnh 9 s khác bit gia u kiu tr u ki ng thông qua các hàm phân tính toán s phân b liu cho bu king thc t. S hiu chnh ng bao gm: hiu chnh s suy gim cho ng vin bng; hiu chnh tán x mt hàm ca phân tán khng, ng, hình dng và khong cách xuyên tâm; hiu chnh hình hc t ngum tính toán theo lut t l nghng cách; hiu chnh s suy gim cho b u chnh chùm tia b lc, nêm, bù, khi, và hiu chnh s suy gim do ng nht. Thut toán da trên s hiu chnh bao gm mt lo nhau, t nhn nht là áp dng trc tip các tham s c c bng phép tính ni suy, hay s dng hiu chnh các tham s u kinh. Liu ti mm bc phân tích thành các thành php và tán xc tính riêng bit và ng h c tng liu. Thuc áp dng cho h thng lp k hoch u c n. 2.1.2. Thut toán da trên mô hình hoá Thut toán da trên mô hình hoá là thut toán tính toán s phân b ling vi mt mô hình vt lý mô phng s vn chuyn ca bc x trong thc t. Do kh ng s ca ng ca chùm photon p ti mm và s phân b ng c ti s ca các photon p, thut toán theo mô hình hoá có th mô phng s vn chuyn ca photon tán x và electron ra xa t m khác. Mt nhóm các k thut tính toán cho thut toán da trên mô hình là k thut tính toán tích chp, c phát trin t gia thp niên 1980, và hic áp dng và phát tri thut toán Convolution/SuperPosition, thut toán Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) tính toán liu Dr thông qua công thc [5]: 10 33 pp μ D r = Ψ r' A(r-r')d r'= T (r')A(r-r')d r' ρ (2.1) μ ρ là h s suy gim khng p Ψ r' là s ng photon p p T (r') là tng photon p phóng thích trên m khng A(r-r') là nhân tích chp ca s phân b ng ca photon và electron th cp. Thut toán da trên mô hình hoá s dng các thông s vt lý PDD hoc t s mô phantom (Tissue Phantom Ratios TPR), beam profile, các h s tán x collimator (Collimator Scatter Factor - S C ), tán x phantom (Phantom Scatter Factor - S P ) xây da chùm tia bc x vng tm hoc ti mt vùng th tích, t c s phân b liu cho mt vùng th tích hoc ti mm. 2.1.3. Thut toán Monte Carlo Thut toán Monte Carlo (MC) là mt thut toán mô phng s vn chuyn ca hàng triu photon và các ht electron ng vt cht. Nó s dng nh lun ca vt lý nh phân b xác sut ca các riêng l ca các photon và các ht. Khi s ng ht mô phng càng l chính xác ca các phân phi d Tuy nhiên, khi s ng ca các ht mô phng c thì thi gian tính toán ca MC tr nên rt dc áp dng các thut toán tính toán MC i các máy tính ph mnh, và thi gian tính toán phân b liu da i gian tính toán khi áp dng các thut toán tính toán khác. Thut toán tính toán da n s dng các thông s vt lý c c trên phantom xây dng mô hình tính toán cho phù hp vu kiu tr t toán trên, các thut toán mà MC s [...]...dụng vẫn là các thông số vật lý PDD hoặc TPR, beam profile, các hệ số tán xạ collimator SC, tán xạ phantom SP 2.2 Các thông số vật lý cơ bản trong tính toán liều xạ trị Như đã phân tích ở trên, tuy có nhiều thuật toán tính toán khác nhau nhưng một số các thông số vật lý liên quan đến các giá trị liều lượng vẫn cần phải sử dụng để từ đó xây dựng nên các mô hình tính toán như beam profile,... 3.4 Các khảo sát tính toán liều trên hệ thống lập kế hoạch XiO Hệ thống lập kế hoạch XiO là hệ thống phần mềm tính toán liều, nó sử dụng các thông số cơ bản như PDD, beam profile… để tính toán liều cần cung cấp cho khối bướu Hệ thống lập kế hoạch XiO sử dụng các thuật toán tính toán liều như: Convolution/SuperPosition, Clarkson Trong phần này chúng ta sẽ đi khảo sát việc sử dụng các thông số vật lý. .. đó, nhưng chúng vẫn sử dụng các thông số vật lý cơ bản đo đạc từ thực tế để tạo cơ sở dữ liệu cho việc xây dựng mô hình tính toán Do đó trong chương ba sẽ tiếp tục đi khảo sát các vấn đề sau đây: - Đo đạc các thông số vật lý cơ bản - Khảo sát việc tính toán liều trên hệ thống lập kế hoạch XiO - Đo đạc các thông số và so sánh chúng với kết quả tính toán trên hệ thống XiO Các phép đo đạc được thực hiện... trị Để làm sáng tỏ chúng, tác giả sẽ tiến hành khảo sát chúng thông qua hệ thống máy gia tốc tuyến tính xạ trị và trên phần mềm tính liều XiO 21 CHƢƠNG 3 KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ TRÊN HỆ THỐNG TÍNH TOÁN LIỀU XIO VÀ TRÊN HỆ THỐNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH XẠ TRỊ Như đã trình bày trong chương trước, ta biết rằng các thuật toán tính toán liều dù khác nhau tuỳ thuộc vào hệ thống lập kế hoạch và công ty... ) cách f’R , cho chùm tia bị chặn bởi nêm với chùm tia hở 19 Hình 2.9: Mô hình xác định hệ số nêm trong kĩ thuật SSD 2.3 Tính toán liều xạ trị Đối với các hệ thống lập kế hoạch khác nhau thì sẽ có các thuật toán khác nhau để tính liều hấp thụ Vì thế các tham số tính toán liều nêu trên sẽ được áp dụng khác nhau tuỳ vào trường hợp cụ thể Các tham số đó có thể tham gia trực tiếp vào công thức tính toán. .. mẫu tính toán liều của thuật toán Convolution Sau đó chúng ta sẽ thực hiện một số tính toán các liều điểm với các điều kiện điều trị khác nhau và tiến hành đo đạc liều tuyệt đối của các tính toán này để kiểm tra sự tính toán của phần mềm XiO 3.4.1 Xây dựng mẫu tính toán liều trên hệ thống lập kế hoạch XiO Như đã thảo luận ở trên, hệ thống lập kế hoạch XiO dựa trên thuật toán mô hình hoá với thuật toán. .. giá trị liều hấp thụ D' z,c,f'R có thể được tính bởi công thức: • D' z,c,f'R ,w =U×D 'R ×O'R c ×k'w z,c × PR z,c,f'R 100 (2.14) • Với D 'R là liều của mỗi MU trong điều kiện chuẩn Tóm lại trong chương này, chúng tôi đã trình bày cơ sở lý thuyết một số thuật toán và các thông số vật lý liên quan được sử dụng trong tính liều xạ trị Để làm sáng tỏ chúng, tác giả sẽ tiến hành khảo sát. .. dụng là Convolution/Super Position Việc xây dựng các mô hình hoá tính toán liều này phải được thực hiện trước khi có thể sử dụng phần mềm này để tính toán liều cho bệnh nhân Các thông số vật lý cơ bản như PDD, beam profile, SCP, SC phải được nhập vào phần mềm tính toán liều XiO để lập thành bộ dữ liệu Từ đó phần mềm sẽ tính toán và xây dựng mẫu tính toán liều của riêng nó 36 ... số các thông số cơ bản đã được đo tại khoa Ung Bướu, Bệnh viện Chợ Rẫy cho mục đích tính toán liều trên hệ thống lập kế hoạch XiO 3.3.1 Phần trăm liều độ sâu PDD Như đã trình bày trong chương trước, PDD là thông số cơ bản để tính liều theo độ sâu của sự phân bố liều trong một vùng thể tích được chiếu xạ trên bệnh nhân Kết quả đo đạc PDD được trình bày dưới đây: Phần trăm liều độ sâu là sự phân bố liều. .. hệ số tán xạ này và tính toán chúng trong kết quả tính toán liều lượng cần cung cấp để điều trị Hệ số này được gọi là hệ số tán xạ tổng SCP, được xác định bằng cách đo suất liều chiếu từ buồng ion hoá và bao gồm hai loại tán xạ: tán xạ sơ cấp là do chùm tia tán xạ với collimator và tán xạ thứ cấp được tạo ra do tán xạ sơ cấp tác động vào môi trường điều trị Gọi D(z R ,c) là liều đo được từ kích thước . gian tính toán khi áp dng các thut toán tính toán khác. Thut toán tính toán da n s dng các thông s vt lý c c trên phantom xây dng mô hình tính toán. ng ca các ht mô phng c thì thi gian tính toán ca MC tr nên rt dc áp dng các thut toán tính toán MC i các máy tính ph mnh, và thi gian tính toán. thuc tính toán c xây dng b d liu tính toán trên mô hình bnh nhân. 2.1. Các thut toán tính toán liu hin nay Thut toán tính toán liu cho k hou
Ngày đăng: 30/01/2015, 00:39
Xem thêm: khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị, khảo sát các thông số vật lý trong tính toán liều xạ trị