BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-------------------------
NGUYỄN THỊ THU HÀ XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ LIỀU BỨC XẠ PHOTON Ở LỐI
RA CỦA MÁY GIA TỐC PRIMUS – SIEMENS DÙNG
TRONG XẠ TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ
Thành phố Hồ Chí Minh - 2010

Ngay sau khi khám phá ra tia X của Roentgen năm 1895, trong quá trình khởi đầu của kỹ
thuật xạ trị, công nghệ phát tia xạ ban đầu chú trọng vào việc tạo ra cường độ và năng lượng chùm
electron và photon cao hơn. Trong suốt năm mươi năm đầu phát triển kỹ thuật xạ trị, công nghệ xạ
trị phát triển khá chậm chạp và chủ yếu dựa trên ống phóng tia X. Phát minh về thiết bị điều trị từ xa
Cobalt- 60 củ
a H.E. Johns vào đầu những năm năm mươi của Thế kỉ XX đã tạo nên bước phát triển
lớn trong việc tìm kiếm những nguồn photon năng lượng lớn hơn và thiết bị Cobalt- 60 đã được đặt
lên vị trí hàng đầu trong một số năm.
Trong thời gian đó, máy gia tốc tuyến tính cũng được nghiên cứu phát triển và nhanh chóng
chiếm ưu thế so với thiết bị Cobalt- 60. Cho đến nay máy gia tốc dùng trong xạ tr
ị đã phát triển qua
năm thế hệ với độ phức tạp ngày càng tăng và trở thành nguồn bức xạ được sử dụng rộng rãi nhất
trong kỹ thuật xạ trị hiện đại hiện nay. Với thiết kế nhỏ gọn và hiệu quả, máy gia tốc tuyến tính rất
linh hoạt trong sử dụng, cung cấp các nguồn tia X megevolt hoặc electron cho điều trị với một dải
năng lượng rộng đáp ứng được yêu cầu hiện nay. Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông
tin, các máy gia tốc dùng trong xạ trị đều được kết nối với hệ điều khiển tự động. Quá trình chiếu
được điều khiển tự động từ hệ máy tính trung tâm cho phép điều chỉnh năng lượng của chùm
electron và photon phát ra và kiểm soát được liều và suất liề
u phát ra.
Hiện nay bệnh ung thư đang là một trong những bệnh nguy hiểm với mức độ phát triển rất
nhanh trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Do đó, việc chẩn đoán và điều trị ung thư có
vai trò vô cùng quan trọng trong chương trình Phòng chống ung thư ở mọi quốc gia. Và việc trang
bị thiết bị điều trị, lựa chọn phác đồ, phương pháp điều trị thích hợp là rất c
ần thiết.
Có ba phương pháp điều trị ung thư cơ bản - các phương pháp này có thể áp dụng riêng rẽ
hoặc kết hợp với nhau để đạt hiệu quả điều trị cao nhất:

Phẫu thuật

Xạ trị

của chùm b
ức xạ photon và gạt bỏ phần phổ bức xạ hãm có năng lượng thấp. Vì vậy, theo quy ước,
người ta lấy thế gia tốc chùm electron tạo ra chùm photon để chỉ mức năng lượng của chùm photon
tương ứng. Cụ thế đối với máy gia tốc xạ trị ở Bệnh viện K, chế độ phát chùm photon có 2 mức ứng
với thế gia tốc là 6 MV và 15MV, tương ứng ta thu được chùm photon 6MV và 15MV.
Bản Luận vă
n: “ Xác định phân bố liều bức xạ photon ở lối ra của máy gia tốc PRIMUS
- Siemens dùng trong xạ trị” có nhiệm vụ:
- Tìm hiểu cơ chế tương tác của chùm bức xạ photon với vật chất và ứng dụng của bức xạ
photon trong điều trị bệnh ung thư.
- Tìm hiểu cơ chế sinh bức xạ hãm khi chùm electron được gia tốc tương tác với bia nặng và
đặc điểm chùm bứ
c xạ photon phát ra từ máy gia tốc tuyến tính PRIMUS dùng trong xạ trị tại Bệnh
viên K.
- Xác định bằng thực nghiệm phân bố liều hấp thụ của chùm bức xạ photon năng lượng 6
MV và 15 MV tại điểm cách bia (nguồn) 100cm, ứng với vị trị bệnh nhân nằm điều trị với kích
thước trường chiếu khác nhau, từ đó đánh giá sự đồng liều hấp thụ tại khối u.

Ngoài phần mở đầu và kết luận, Bản Luận văn được chia thành ba chương:
Chương 1: Phương pháp xạ trị dùng tia gamma. Chương này trình bày cơ sở vật lý và sinh
học của xạ trị dùng bức xạ photon, quá trình tương tác của bức xạ photon với vật chất và với các cơ
thể sống, tác dụng sinh học của bức xạ, các đơn vị đo liều lượng bức xạ.
Chươ
ng 2: Máy gia tốc Primus- Siemens dùng trong xạ trị. Chương này trình bày ngắn gọn
về nguyên lý hoạt đồng và sơ đồ cấu tạo của máy gia tốc dùng trong xạ trị, cơ chế lấy chùm bức xạ
photon từ máy gia tốc electron để phục vụ việc điều trị bệnh ung thư.
Chương 3: Xác định bằng thực nghiệm:
- Phân bố liều chiếu bức xạ photon theo khoảng cách.
- Phân bố liều củ
a chùm bức xạ photon năng lượng 6 MV và 15 MV trên các mặt phẳng

nguyên tử của môi trường. Khác với hạt nặng tích điện, bức xạ bêta có khối lượng bằng khối lượng
electron, do đó sau mỗi lần tương tác với electron nguyên tử của môi trường, hạt bêta có thể mất
phần lớn năng lượng của mình. Ngoài ra, góc tán xạ biến đổi từ 0
0
đến 180
0
. Đường đi của hạt bêta
trong môi trường là đường zic-zắc. Trên đường đi năng lượng của bức xạ bêta giảm dần nên vận tốc
của nó cũng giảm dần. Hạt bức xạ bêta chuyển động có gia tốc. Bức xạ bêta chuyển động có gia tốc
trong trong trường Coulomb của hạt nhân và trường Coulomb của electron. Theo điện động lực học
cổ điển, bức xạ bêta s
ẽ phát bức xạ hãm. Xác suất phát bức xạ hãm càng lớn khi khối lượng của hạt
càng nhỏ, năng lượng càng lớn và nguyên tử số của môi trường càng tăng. Độ mất mát năng lượng
riêng do phát bức xạ trên một đơn vị đường đi của bức xạ bêta được [6] xác định theo công thức
sau :
radCoul
dx
dE
dx
dE
dx
dE











,
rad
dx
dE






tương ứng là độ mất mát năng lượng tổng cộng, độ mất
mát năng lượng do ion hóa và do phát bức xạ hãm tính trên một đơn vị đường đi.
Tùy theo năng lượng của bức xạ bêta và nguyên tử số của môi trường các quá trình mất mát
năng lượng do ion hóa hoặc do phát bức xạ hãm thể hiện ở mức độ khác nhau.
1.1.1. Sự mất mát năng lượng của bức xạ bêta do ion hóa và kích thích môi trường
Khi đ
i trong môi trường, do tương tác Coulomb với các electron của nguyên tử môi trường,
hạt bêta truyền năng lượng của mình cho các electron. Nếu eletron nhận được năng lượng lớn hơn
thế năng ion hóa, nó sẽ bay ra khỏi nguyên tử, kết quả một cặp ion-electron được tạo thành. Nguyên
tử bị ion hóa. Ngược lại nếu năng lượng mà electron nhận được nhỏ hơn thế năng ion hóa của
nguyên tử, electron nhảy lên mức năng lượng cao h
ơn. Quá trình này gọi là sự kính thích nguyên tử
môi trường.
(1.1
)

Sau mỗi lần tán xạ không đàn hồi của electron, nó có thể mất một phần đáng kể năng lượng
của mình. Do khối lượng của bêta bằng khối lượng của electron, nên sau mỗi lần va chạm, xác suất

dE
V
e
eeA
Col



)(
)/1(2
)1(
ln
1
.......2
2
2
2
22

trong đó: N
A
là số Advogadro, r
e
, m
e
là bán kính cổ điển tính ra cm và khối lượng của electron; Z, A
là điện tích và số khối của môi trường,  là mật độ khối của môi trường;
c
v


Khi năng lượng của bức xạ bêta nhỏ
, sự mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm nhỏ hơn độ
mất mát năng lượng do ion hóa. Tuy nhiên khi năng lượng của bức xạ bêta tăng, độ mất mát năng
lượng do ion hóa và kích thích môi trường giảm dần, còn độ mất mát năng lượng do phát bức xạ
hãm tăng dần. Đến giá trị năng lượng đủ lớn, độ mất mát năng lượng của bức xạ bêta do phát bức xạ
hãm chiếm ưu thế.
1.1.2. Độ mất mát năng lượng của bức xạ bêta do phát bức xạ hãm
Khi chuyển động trong điện trường của hạt nhân, bức xạ bêta có thể thu được một gia tốc
lớn. Gia tốc của hạt tích điện thu được tỉ lệ với điện tích của hạt nhân và tỉ lệ nghịch với khối lượng
của nó. Theo điện
động lực học cổ điển, khi một hạt tích điện chuyển động có gia tốc, thì nó sẽ phát
ra bức xạ điện từ, được gọi là bức xạ hãm. Phổ bức xạ hãm là phổ liên tục, có năng lượng từ 0 đến
năng lượng cực đại bằng năng lượng của hạt tích điện .
Độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm trên mộ
t đơn vị đường đi được [6] xác định theo
công thức :















0
là động năng của electron,
137
1


là hằng số cấu trúc tinh tế, m
e
là khối lượng nghỉ của electron; Z là điện tích của hạt nhân.
Độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo hàm logarit tự nhiên của năng lượng.
Khi năng lượng tăng độ mất mát năng lượng do phát bức xạ hãm tăng theo, trong khi đó, độ mất
mát năng lượng do ion hóa hầu như không đổi. Khi năng lượng của electron cỡ vài MeV trở lên,
mối liên hệ giữa độ mất mát năng lượ
ng do phát bức xạ hãm và do ion hóa được xác định theo công
thức sau:
800
EZ
dx
dE
dx
dE
col
rad
















Năng lượng tới hạn E
c
phụ thuộc vào điện tích của hạt nhân hay chính xác phụ thuộc vào
nguyên tử số của môi trường. Từ biểu thức (1.5) nhận thấy: Nguyên tử số của môi trường càng lớn,
năng lượng tới hạn càng giảm. Năng lượng tới hạn được [6] xác định theo công thức:
MeV
Z
E
C
2,1
800



Khi năng lượng của electron lớn hơn nhiều năng lượng tới hạn, sự mất mát năng lượng của
nó chủ yếu do phát bức xạ hãm. Để đặc trưng cho khả năng hãm bức xạ bêta của môi trường người
ta đưa ra khái niệm chiều dài bức xạ của môi trường. Chiều dài làm chậm bức xạ của một chất là
khoảng cách mà năng lượng của electron giảm
đi hệ số
367,0
1



trong đó Z là nguyên tử số, A là số khối của nguyên tử môi trường.
Đối với môi trường phức tạp nhiều thành phần, chiều dài làm chậm bức xạ của môi trường
được xác định theo chiều dài làm chậm bức xạ của tất cả các thành phần có trong môi trường theo
công thức sau:




n
i
iM
i
i
o
XA
A
q
X
1
1
.
1

trong đó: X
o
là chiều dài làm chậm bức xạ của môi trường phức tạp; X
i
là chiều dài làm chậm bức
xạ của môi trường chỉ có nguyên tử có số khối A


o
o
X
x
EE exp.

trong đó E
0
, X
0
lần lượt là năng lượng ban đầu của bức xạ bêta và chiều dài bức xạ của môi trường.
1.1.3. Các đặc trưng của bức xạ hãm
Trong nguyên lí của máy gia tốc dùng xạ trị, khi máy ở chế độ phát tia X, chùm electron sau
khi đã gia tốc được lái đến đập vào bia làm phát ra bức xạ hãm (tia X ). Với mục đích đó, năng
lượng của chùm hạt phải lớn hơn năng lượng tới hạn rấ
t nhiều để phần động năng truyền cho
electron phần lớn chuyển thành năng lượng của bức xạ hãm. Mặt khác, bia phát bức xạ hãm cũng
phải cấu tạo sao cho năng suất phát bức xạ hãm là tối ưu.
Từ công thức (1.7) cho thấy năng lượng tới hạn tỉ lệ nghịch với nguyên tử số của môi
trường. Mặt khác từ công thức (1.8) nhận thấy chiề
u dài làm chậm bức xạ giảm khi nguyên tử số
của môi trường tăng. Do đó, người ta sử dụng các bia nặng, tức là các bia là các nguyên tố có
nguyên tử số lớn, để làm bia phát bức xạ.
Từ công thức (1.10) ta thấy sự mất mát năng lượng của chùm hạt electron tỉ lệ với chiều dài
đường đi của nó trong môi trường vật chất, hay năng suất hãm sẽ tăng khi bề dày bia tăng. Tuy
nhiên, kết qu
ả thực nghiệm cho thấy rằng khi bề dày bia tăng sẽ kéo theo nhiều hiệu ứng không
mong muốn. Khi bề dày bia quá lớn, năng lượng của hạt electron bị mất mát không do phát bức xạ
tăng lên. Mặt khác, các photon của bức xạ sinh ra sẽ bị hấp thụ một phần ngay bên trong bia. Trong

=17 MeV

Hình 1.1: Sự phụ thuộc của năng suất hãm vào bề dày bia Au
( với mức năng lượng E
e
= 17MeV)
Năng suất hãm bức xạ của bia còn phụ thuộc mạnh vào năng lượng của chùm electron. Đối
với các bia làm bằng nguyên tố nặng, năng suất hãm được [6] xác định bằng công thức :

63.2
.82
o
EP 
(1.11)

trong đó E
o
là năng lượng ban đầu của electron.
Nói chung bề dày tối ưu của một bia hãm bức xạ thường nhỏ hơn quãng chạy của electron
trong môi trường đó.
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6
0
2
4
6
8
10Hình 1.2. Sự phụ thuộc của cường độ trung bình của bức xạ hãm tạo bởi chùm electron


Để xảy ra hiện tượng hấp thụ quang điện đối với một electron nằm ở lớp nào đó của nguyên
tử thì năng lượng của photon bị hấp thụ phải lớn hơn thế năng ion hóa của lớp đó. Xác suất xảy ra
hấp thụ quang điện được đặc trưng bằng tiết diện hấp thụ quang điện trên một nguyên tử
a

(cm
2
).
Người ta gọi xác suất xảy ra hiện tượng quang điện trên một đơn vị thể tích môi trường chất
hấp thụ là hệ số suy giảm tuyến tính của môi trường đối với hiệu ứng quang điện, ký hiệu k
q
, được
[6] tính bằng công thức:
e
-
Tia X đặc trưng
e
-
quang điện
Tia gamma tới
Hình 1.3. Sơ đồ hiệu ứng hấp thụ quang điện

a
A
A
q
M
N
k


Người ta còn tính được hệ số hấp thụ quang điện trên một nguyên tử phụ thuộc vào năng lượng
photon tới và nguyên tử số của môi trường theo công thức [6]:

3
94,3
23
10.01,5


Z
a

3
3,4
24
10.62,1


Z
a



trong đó Z là nguyên tử số của môi trường; I
K
và I

góc nào đó gọi là góc tán xạ. Kết quả là electron tán xạ nhận được một năng lượng giật lùi và năng
lượng của chùm photon thì bị giảm đi.

Hình 1.4. Sơ đồ hiện tượng tán xạ Compton

Tán xạ Compton xảy ra mạnh khi năng lượng của bức xạ photon lớn hơn nhiều so với năng
lượng liên kết của electron. Khi năng lượng của bức xạ photon tăng, các electron tán xạ bay theo
hướng ưu tiên về phía trước (nghĩa là góc tán xạ nhỏ). Năng lượng của bức xạ photon tán xạ phụ
thuộc vào góc tán xạ và năng lượng của b
ức xạ photon tới theo công thức [6]:
)cos1.(1



k
E
E
t
tx

trong đó E
tx
là năng lượng của bức xạ photon tán xạ; E
t
là năng lượng của bức xạ photon tới;  là
góc tán xạ của photon; k là năng lượng tương đối của bức xạ photon tới.
Vì tán xạ Compton xảy ra trên electron tự do, nên năng lượng của bức xạ photon tán xạ
không phụ thuộc vào chất tán xạ mà chỉ phụ thuộc vào năng lượng của bức xạ gamma tới và góc tán
xạ. Khi xảy ra tán xạ, photon bị tán xạ có thể bay theo góc tán xạ bất kỳ, nh
ưng xác suất tán xạ theo

oe







( 1.17 )
( 1.18)

trong đó r
o
là bán kính cổ điển, bằng 2,82.10
-13
cm.
Trong nguyên tử có Z electron, tiết diện tán xạ Compton trên một nguyên tử được xác định theo
công thức:

ea
Z

.
(1.19)

Hệ số suy giảm khối của quá trình tán xạ Compton được tính bằng công thức:
CAaAAC
A
Z
NMN

)(..2
...
cMMKTcm
KcMTTcmmcM
oe
eeee
o
e






trong đó m
e-,
m
e+
là khối lượng nghỉ của electron và pozitron và chúng có giá trị bằng nhau, T là
tổng động năng của cặp e
+
,e
-
; M
o
và M là khối lượng của hạt nhân trước và sau khi tạo cặp; K là
động năng giật lùi của hạt nhân. Do T, K là các đại lượng không âm và MM
0
, nên ta có:


nhân khi môi trường có nguyên tử số càng lớn và khi năng lượng của lượng tử gamma càng tăng.
Người ta thấy rằng, khi năng lượng lớn hơn ngưỡng tạo cặp, tiết hiện tạo cặp sẽ tăng nhanh khi năng
lượng của bức xạ photon tăng.
Xét quá trình tạo cặp xả
y ra trong trường Coulomb của một electron. Khi đó, có hai cặp
electron - positron được tạo thành. Ngưỡng tạo cặp trong trường hợp này gấp đôi trong trường hợp
trong trường Coulomb của hạt nhân, có giá trị là:
MeVcm
ong
044,2..4
2



Tuy nhiên, xác suất tạo cặp trong trường Coulomb của electron nhỏ hơn rất nhiều so với xác suất
tạo cặp trong trường Coulomb của hạt nhân.

1.3. CÁC ĐƠN VỊ ĐO LIỀU BỨC XẠ

1.3.1 Hoạt độ phóng xạ
Hoạt độ phóng xạ của một nguồn phóng xạ hay một lượng chất phóng xạ nào đó chính là số
hạt nhân phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Hoạt độ
phóng xạ được xác định theo công
thức sau:
dt
dN
a

(1.25)
trong đó N là số hạt nhân phóng xạ tại thời điểm t; a là hoạt độ phóng xạ;  là hằng số phân rã.

(1.28)
Trong đó: dm là khối lượng không khí tại đó chùm tia X hoặc chùm bức xạ gamma bị hấp
thụ hoàn toàn, kết quả tạo ra trên dm tổng các điện tích cùng dấu là dQ.
Đơn vị liều chiếu trong hệ SI là C/kg. Ngoài ra, trong kỹ thuật người ta còn dùng đơn vị là
Rơnghen, được kí hiệu là R.
1 R = 2,58.10
-4
C/kg. (1.29)
b) Suất liều chiếu
Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. Suất liều chiếu kí hiệu là
*
X
được xác định theo công thức sau:
t
X
X 
*
(1.30)
trong đó X là liều chiếu trong thời gian t.
Đơn vị đo suất liều chiếu trong hệ SI là C/kg.s. Tuy nhiên, trong thực nghiệm, đơn vị đo suất
liều chiếu thường dùng là R/h hay R/h.
1.3.3 Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ
a) Liều hấp thụ
Tác hại của bức xạ lên cơ thể phụ thuộc vào sự hấp thụ năng lượng bức x
ạ và gần đúng tỉ lệ
với nồng độ phần trăm năng lượng hấp thụ trong mô sinh học. Do đó đơn vị cơ bản của liều bức xạ
được biểu diễn qua năng lượng hấp thụ trên một đơn vị khối lượng của mô. Khái niệm liều hấp thụ
không chỉ dùng cho đối tượng sinh học mà còn dùng cho một môi trường vật chất bấ
t kì.
Liều hấp thụ, kí hiệu là D, là tỉ số giữa năng lượng trung bình dE mà bức xạ truyền cho

*
(1.36)
Đơn vị đo suất hiều hấp thụ trong hệ SI là Gy/s hoặc rad/s.
1.3.4 Liều tương đương và suất liều tương đương
a) Liều tương đương
Cùng liều hấp thụ tác dụng sinh học của các loại bức xạ khác nhau là khác nhau. Để đặc
trưng cho khả năng tác dụng sinh học của bức xạ trong an toàn bức xạ nói chung và trong xạ trị nói
riêng ta dùng liều tương đương.
Li
ều tương đương H là đại lương để đánh giá mức độ nguy hiểm của các loại bức xạ bằng
tích của liều hấp thụ D với hệ số chất lượng (Quality Factor) đối với các loại bức xạ. Ủy ban Quốc
tế về bảo vệ bức xạ ICRP ( International Commission on Radiation Protection) đặt lại tên hệ số chất
lượng là trọng số bức xạ (RadiationWeighting Factor) và kí hiệu là W
R
. Khi đó giữa liều hấp thụ và
liều tương đương được liên hệ với nhau theo biểu thức sau:
H=D. W
R
(1.37)
Để thuận tiện cho việc theo dõi và sử dụng trong thực tế, bảng 1.1 dẫn ra giá trị hệ số W
R
đối
với các bức xạ thường gặp.
Đơn vị liều tương đương trong hệ SI là Sievert (kí hiệu là Sv). Theo công thức (1.37) ta có:

1 Sv = 1 Gy. W
R
(1.38)
Ngoài Sv, liều tương đương thường dùng là rem:
1 rem= 1 rad. W

(1.41)
trong đó H là liều tương đương trong thời gian t.
Đơn vị suất liều tương đương trong hệ SI là Sv/s. Đơn vị khác là Sv/h, Sv/h, rem/s hay
rem/h.
Lưu ý: Khi định nghĩa liều tương đương, chúng ta đã coi tất cả các mô sinh học hay cơ quan
trong cơ thể có cùng một độ nhạy cảm bức xạ.
1.3.5 Độ truyền năng lượng tuyến tính
Năng lượng của bức xạ bị hấp thụ
trong vật chất chưa đủ để đặc trưng cho hiệu ứng sinh học
xảy ra trong vật chất. Thực nghiệm chỉ ra rằng các hiệu ứng sinh học phụ thuộc vào sự phân bố
năng lượng đã bị hấp thụ trên đường đi của bức xạ trong vật chất.
Để đặc trưng cho sự phân bố độ mất mát năng lượng bức xạ trên đường
đi trong vật chất,
người ta dùng khái niệm độ truyền năng lượng tuyến tính, ký hiệu là LET. Độ truyền năng lượng
tuyến tính, được xác định theo công thức:
dl
dE
LET

(1.42)

trong đó dE là độ mất mát năng lượng trên quãng đường dl.
Bảng 1.2. Giá trị LET trung bình trong nước của một số bức xạ ion hóa [2]
Bức xạ Bức xạ gây ion hóa môi trường
LET
(KeV/m)
Mật độ các ion
/1m
Tia X Electron thứ cấp 0,28 8,5
Gamma Electron thứ cấp 0,36 11

150 mSv/năm 1950 ICRP
50 mSv/năm 1977 ICRP
20 mSv/năm 1990 ICRP

Theo Pháp lệnh An toàn và Kiểm soát bức xạ hạt nhận của Việt Nam [8], liều hấp thụ tương
đương cho toàn thân đối với nhân nhiên làm việc với nguồn bức xạ và bức xạ hạt nhân là
20mSv/năm. Trong 5 năm có một năm có thể lên đến 50mSv nhưng tổng liều trong 5 năm liên tục
không được vượt quá 100mSv. Quy định này phù hợp với quy định của Ủy ban An Toàn Bức xạ
Quốc tế
1.4. HIỆU ỨNG SINH H
ỌC CỦA BỨC XẠ
Khi bức xạ xuyên vào trong các mô tế bào của cơ thể sống, nó tương tác chủ yếu thông qua
quá trình ion hóa. Kết quả của quá trình ion hóa trong tế bào là tạo ra các cặp ion có khả năng phá
hoại cấu trúc phân tử của các tế bào, làm tế bào bị biến đổi hoặc bị tiêu diệt [7].
Đối với con người, cấu tạo mô cơ thể chủ yếu là nước. Khi bị chiếu xạ, phân tử H
2
O bị ion
hóa, phân chia thành các cặp H
+
và OH
-
, các ion này bị kích thích lại tạo ra các ion khác…Năng
lượng của bức xạ khi đi qua cơ thể người càng lớn thì số lượng ion tạo ra càng nhiều. Các ion này
gây ra phản ứng rất mạnh, tác động trực tiếp tới các phân tử sinh học phổ biến là protein, lipit, ADN
làm cho cấu trúc của các phân tử này bị sai hỏng gây ra những hậu quả: kìm hãm hoặc ngăn cản sự
phân chia tế bào, làm sai sót nhiễm sắc thể dẫn tới vi
ệc tế bào bị chết hoặc bị biến đổi chức năng
hoặc gây đột biến gen, đó là do các tổn thương sau đó có thể làm mất hoặc sắp xếp lại các vật chất
di truyền trên phân tử ADN, làm chết tế bào. Trong đó quá trình làm chết tế bào là quá trình quan
trọng nhất trong việc điều trị ung thư.

Hình 1.7 . Các pha trong chu kỳ sinh sản của tế bào
Trong sơ đồ trên, pha S là tổng hợp tế bào; pha G
2
là tiền phân chia tế bào; pha M là phân
chia tế bào; pha G
1
là tiền phân chia tế bào.
- Pha S; kéo dài từ 1,5 đến 36h, trong pha này, tế bào kháng tia xạ.
- Pha G
2
: kéo dài từ 30 phút đến 1,5 giờ.
- Pha G
1
: kéo dài hàng tháng.
- Pha M: kéo dài từ 30 phút đến 2,5 giờ. Đây là pha tế bào nhạy cảm tia xạ nhất.
Xác
suất
tiêu diệt
tế bào
Đối với tế bào u
Đối với tế bào lành
D
o
D

ỹ thuật xạ trị được xây dựng để chữa bệnh hoặc làm nhẹ bớt những biểu hiện của bệnh tật một
cách hiệu quả.
Cùng với kỹ thuật chẩn đoán bằng tia X và bằng đồng vị phóng xạ, xạ trị là một trong những
ứng dụng quan trọng của bức xạ trong y tế.
Phẫu thuật, xạ trị và hóa trị là 3 phương th
ức điều trị ung thư chủ yếu hiện nay.
Phẫu thuật và xạ trị được áp dụng cho trường hợp khối u khu trú trong một phạm vi xác định.
Trong trường hợp có sự lan toả của khối u thì phải dùng hóa trị.
Xạ trị được chọn khi phẫu thuật khó hay không thể thực hiện được (ung thư đầu, cổ, cổ tử
cung), hoặc khi muốn duy trì chức n
ăng của các cơ quan (vú, thanh quản, hậu môn), hay để giảm
đau.
1.5.2. Các hình thức xạ trị
Có ba hình thức xạ trị:
 Xạ trị ngoài: nguồn phát bức xạ nằm ngoài cơ thể, xa khối u.
 Xạ trị áp sát: các nguồn phóng xạ nằm trong cơ thể hay ngay cạnh khối u.
 Xạ trị bằng chất phóng xạ: nguồn phóng xạ dạng hở dưới dạng dược ch
ất phóng xạ được
tiêm hay uống vào cơ thể, tập trung tại khối u nhờ sự hấp thụ.
Nội dung của luận vân đề cập đến phương pháp xạ trị ngoài do đó sẽ đi sâu vào những vấn đề
có liên quan đến phương pháp này mà không đề cập đến các phương pháp khác
1.5.3. Cơ sở của phương pháp xạ trị
Kỹ thuật xạ trị dựa trên một sự ki
ện thực nghiệm là các tế bào ung thư nhạy cảm với bức xạ
ion hóa hơn các tế bào khỏe mạnh.

Hiệu quả điều trị được xác định bởi khả năng tiêu diệt khối u và khả năng xảy ra biến chứng
cho mô lành.
Phương pháp 1:.Dựa trên quan hệ giữa liều và đáp ứng bức xạ của mô ung thư và mô lành để
chọn liều điều trị thích hợp.

ững ưu việt của xạ trị dùng máy gia tốc.

CHƯƠNG 2
MÁY GIA TỐC PRIMUS – SIEMENS DÙNG TRONG XẠ TRỊ

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY GIA TỐC
2.1.1. Lịch sử phát triển
Điều trị ung thư bằng phóng xạ đã được biết đến từ hàng trăm năm nay. Về thuật ngữ “gia
tốc” thì đó là một thiết bị tăng tốc chùm điện tử đến một giá trị năng lượng nào đó theo yêu cầu đặt
ra. Trong thực tế lâm sàng, người ta sử dụng dải năng lượng từ một vài MeV đến vài ch
ục MeV.
Ngày nay, các máy gia tốc hiện đại thường sử dụng hai loại bức xạ: chùm electron (qua hệ thống lái
tia và các bộ lọc thích hợp) và chùm photon- do chùm electron đập vào bia phát ra bức xạ hãm còn
gọi là tia X.
Khi máy gia tốc xuất hiện, nó đã trở thành một công cụ vượt trội trong ứng dụng lâm sàng.
Từ những năm đầu của thế kỷ 20, xạ trị được áp dụng bằng những nguồn Radium hay những ống tia
catode lạnh. Mộ
t cuộc cách mạng đến với ngành xạ trị khi ống catode Coolidge nhiệt được đưa vào
sử dụng (năm 1913). Các ống Coolidge này hoạt động ở điện áp 140KV, sau đó tăng lên khoảng
300KV, nhưng suất liều của những loại này còn thấp. Vì thế, người ta tiếp tục tìm kiếm công nghệ
làm tăng năng lượng và suất liều của các chùm tia điều trị. Vào những năm 1930, các biến áp đổi