ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lại Thị Định

ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ
CHÙM TIA TRƯỜNG CHIẾU BẤT ĐỐI XỨNG
CỦA MÁY GIA TỐC XẠ TRỊ ELEKTA
TẠI BỆNH VIỆN QUÂN Y 103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lại Thị Định

ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ
CHÙM TIA TRƯỜNG CHIẾU BẤT ĐỐI XỨNG
CỦA MÁY GIA TỐC XẠ TRỊ ELEKTA
TẠI BỆNH VIỆN QUÂN Y 103

Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
Mã số: 60 44 01 06
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC




MỞ ĐẦU
Xạ trị hay ứng dụng bức xạ ion hoá vào điều trị ung thư đã được bắt đầu
từ những năm đầu của thế kỷ XX, khi người ta dùng kim Radium phóng xạ
cắm vào khối u để tiêu diệt tế bào ung thư. Qua nhiều giai đoạn phát triển,
cho đến những năm 1950 máy xạ trị Cobalt-60 đã được ứng dụng chiếu xạ
ngoài điều trị ung thư đạt hiệu quả tốt. Trong vài ba thập kỷ vừa qua, máy gia
tốc y học (LINAC) đã trở thành thiết bị chiếm ưu thế trong điều trị ung thư
bằng bức xạ ion hoá. Hiện tại nó đã trở thành công cụ hữu hiệu không thể
thiếu trong xạ trị ung thư.
Xạ trị cùng với phẫu thuật và hoá trị trở thành 3 phương pháp chính
thống điều trị ung thư. Ước tính có trên 40% tổng số bệnh nhân ung thư được
xạ trị [5]. Ở những nước tiên tiến như Mỹ, Anh có tới trên 60% bệnh nhân
ung thư được điều trị bằng xạ trị.
Hiện nay, ở nước ta đã có nhiều bệnh viện được trang bị máy gia tốc
tuyến tính trong xạ trị ung thư. Các máy gia tốc được lắp đặt tại các cơ sở xạ
trị đều thuộc thế hệ mới, công nghệ hiện đại do đó chúng ta có thể thực hiện
các kỹ thuật xạ trị tiên tiến như xạ trị 3 chiều theo hình dạng khối u (3-D
CRT), xạ trị điều biến liều (IMRT).... Vấn đề khó khăn mà các cơ sở xạ trị
trong quá trình phát triển, khi được đầu tư thiết bị hiện đại đó là đội ngũ kỹ
sư, kỹ thuật viên được đào tạo còn hạn chế, các tài liệu về thiết bị gia tốc xạ
trị chưa nhiều, sự hiểu biết chưa đủ để đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng các
thiết bị một cách hiệu quả, nhất là trong những năm tiếp theo.
Trước đây, kỹ thuật xạ trị chủ yếu thực hiện với các trường chiếu có độ
mở của ống chuẩn trực chùm tia đối xứng qua trục trung tâm, trường chiếu
bất đối xứng chỉ được sử dụng trong một số trường hợp. Tuy nhiên, với các
kỹ thuật xạ trị hiện đại trên máy gia tốc thế hệ mới, các trường chiếu bất đối
xứng được sử dụng khá phổ biến, tạo thuận lợi rất lớn trong thao tác kỹ thuật
và phân bố liều lượng xạ trị cho bệnh nhân.

Chương 3: Kết quả và bàn luận, đánh giá phẩm chất chùm tia trường
chiếu bất đối xứng qua các thông số vật lý phân tích từ dữ liệu chùm tia như:
độ sâu liều cực đại, độ đối xứng, độ bằng phẳng và vùng bán dạ.

2


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa và ứng dụng trong xạ trị
1.1.1. Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa
Bức xạ ion hoá bao gồm các bức xạ hạt nhân như tia alpha, tia beta, tia
gamma và bức xạ tia X, bức xạ hạt như neutron, proton... Bức xạ ion hoá tác
dụng lên hệ thống sống theo cơ chế trực tiếp và gián tiếp. Tác dụng trực tiếp
xảy ra khi năng lượng bức xạ ion hoá được các phân tử sinh học hấp thu, gây
ra hiệu ứng nhất định, tổn thương về cấu trúc, chức năng, là tiền đề cho tổn
thương tiếp theo. Còn tác dụng gián tiếp là thông qua sự hình thành gốc tự do
(GTD), đặc biệt là GTD hình thành từ sự phân ly phân tử nước. Trong cấu
trúc mô sinh học, nước chiếm gần 80% khối lượng tế bào và có vai trò rất
quan trọng. Dưới tác dụng của bức xạ ion hoá, các GTD hình thành do phân
ly phân tử nước sẽ tác dụng lên màng tế bào, tác dụng lên các phân tử sinh
học, làm sai lệch cấu trúc, rối loạn thông tin trên những phân tử sinh học, vật
chất di truyền và tế bào. GTD là nguyên nhân của các quá trình bệnh lý, ung
thư, lão hoá...
Gốc tự do hình thành còn do tác động của môi trường sống như sự ô
nhiễm kim loại nặng, hoá chất, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, độc tố gây ung thư, các
tia năng lượng cao (phóng xạ)...GTD nội sinh (OH.) liên tục gây đột biến gen,
sự phân chia tế bào không được kiểm soát, phát sinh ung thư [1].
Tác dụng của phóng xạ tương tự tác dụng của những chất độc sinh ra
trong hô hấp tế bào, chỉ khác ở chỗ là trong hô hấp tế bào, các GTD sinh ra ở

phân tử, mức tế bào và mức toàn cơ thể.
- Mức độ phân tử:
Đặc điểm của các phân tử sinh học là có kích thước lớn, thường bao
gồm nhiều liên kết hoá học. Khi chiếu xạ, năng lượng bức xạ truyền trực tiếp
hoặc gián tiếp cho các phân tử, có thể phá vỡ các liên kết hoá học hoặc phân li
các phân tử sinh học, làm mất các thuộc tính sinh học của chúng.
Quan trọng nhất là tổn thương phân tử chất liệu di truyền ADN. ADN
bị tổn thương do cả tác dụng trực tiếp và gián tiếp. Thành phần cấu trúc cơ
bản của nhiễm sắc thể là ADN, tổn thương nhiễm sắc thể xuất phát từ tổn
thương ADN. Đột biến xảy ra khi trình tự hoặc số lượng các nucleotide trong
4


genom ADN bị thay đổi. Sự biến đổi này có thể là biến đổi số lượng (trisomytam bội; monosomy-đơn bội; mosaic) và cấu trúc của nhiễm sắc thể (mất
đoạn, chuyển đoạn, đảo đoạn...). Nếu bộ nhiễm sắc thể mang một trong
những biến loạn này thì sẽ có biểu hiện kiểu hình dị dạng hoặc sẩy thai liên
tiếp, nếu di truyền cho thế hệ sau thì con sinh ra sẽ bị dị tật bẩm sinh [7].
Các bức xạ ion hóa như neutron, hạt alpha gây đứt gãy đôi cao hơn và
gây nên biến loạn nhiễm sắc thể nặng nề hơn so với tia X và tia gamma.
Biến đổi gen do thay đổi cấu trúc của các phân tử ADN tạo ra các gen
biến dị. Gen biến dị bền vững, tự nhân đôi và truyền lại cho các tế bào ở lần
phân chia tiếp theo. Hầu hết những gen đột biến đều có hại cho cơ thể.
- Mức độ tế bào:
Sự biến đổi các đặc tính của tế bào có thể xảy ra ở trong nhân và
nguyên sinh chất sau chiếu xạ. Các tổn thương phóng xạ lên tế bào có thể làm
cho tế bào chết do tổn thương nặng ở nhân và nguyên sinh chất; kìm hãm
hoặc ngăn cản sự phân chia tế bào; làm sai sót nhiễm sắc thể dẫn tới việc tế
bào bị chết hoặc bị biến đổi chức năng; 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. Kết quả là làm chết tế bào. Đây là quá trình quan trọng nhất trong

cả nguyên hồng cầu đều nhạy cảm với phóng xạ. Xét nghiệm máu thấy giảm
số lượng lympho, bạch cầu hạt, tiểu cầu và cả hồng cầu. Biểu hiện lâm sàng là
các triệu chứng xuất huyết, phù, thiếu máu.
+ Hệ tiêu hoá: nhạy cảm nhất với phóng xạ ở niêm mạc ruột non, sau
đó ở vòm miệng, lưỡi, tuyến nước bọt, dạ dày. Gan kém nhạy cảm với phóng
xạ. Chiếu xạ liều cao làm tổn thương niêm mạc ruột, gây các triệu chứng như
ỉa chảy, sút cân, giảm sức đề kháng cơ thể, nặng có thể gây loét, xuất huyết
tiêu hoá, xơ hoá, hoại tử.
+ Da: khá nhạy cảm với phóng xạ, bị chiếu liều trung bình hoặc liều
cao cấp tính gây triệu chứng giống như bỏng: viêm đỏ, ứ dịch, sạm đen, loét,
hoại tử. Tuy nhiên, sự hồi phục của da tương đối tốt nên liều chí tử đối với tế
bào biểu bì cao hơn tế bào hệ tạo máu 10 lần.
+ Cơ quan sinh dục: nhạy cảm với phóng xạ. Có nhiều tinh trùng bị tiêu
diệt ở liều 0,5 -1Gy. Bị chiếu xạ cấp liều 5-6Gy có thể gây vô sinh lâu dài ở
KẾT LUẬN
6


Bản luận văn đã trình bày các kết quả nghiên cứu tóm lược về các khái
niệm cơ bản trong xạ trị, đi sâu tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và cấu tạo
của máy gia tốc xạ trị ELEKTA, tập trung khảo sát, đánh giá các đặc trưng và
phẩm chất của chùm tia photon bất đối xứng với các trường chiếu khác nhau.
Phần thực nghiệm đã tiến hành đo đạc, phân tích dữ liệu của các chùm
tia chuẩn đối xứng và bất đối xứng bao gồm: 6x6, 10x10 và 20x20cm. Mỗi
kích thước trường bất đối xứng được thiết kế thành bốn trường có độ đối
xứng khác nhau. Dữ liệu theo chiều ngang được tiến hành đo tại 5 độ sâu
khác nhau từ zmax đến 30cm với cả hai mức năng lượng 6 và 15MV. Từ dữ
liệu thu được đánh giá độ ổn định, phù hợp và đảm bảo của các thông số vật
lý chùm tia trường chiếu bất đối xứng so với trường chuẩn.
Kết quả thực nghiệm nghiên cứu, đo xác định các thông số vật lý chùm


8


TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:
1.

Đàm Trung Bảo, Hoàng Tích Huyền, Phạm Nguyễn Vinh (1999): Chất
chống oxy hóa để phòng chống bệnh tật và chống lão hóa. Nxb. Y Học,
TP HCM.

2.

Nguyễn Đông Sơn (2010), Y học hạt nhân và Xạ trị, Giáo trình giảng
dạy, Viện Vật lý Y sinh học, Thành phố Hồ Chí Minh.

3.

Nguyễn Danh Thanh và cs (2010), Y học hạt nhân, NXB Quân đội nhân
dân, Hà Nội.

4.

Nguyễn Xuân Kử, Bùi Diệu (2011), Cơ sở vật lý và những tiến bộ về kỹ
thuật xạ trị ung thư, NXB Y học, Hà Nội.

5.


Digital

Accelerator:

Specifications, Document No. 4513 370 14011, Elekta AB (Publ.).
10. Elekta Oncology (2009), Radiation Therapy - An Overview, Elekta®
Oncology Engineer 1, Elekta Ltd.
11. Elekta Oncology(2009), Principles of Operation Introduction, Elekta®
Oncology Engineer 1, Elekta Ltd.

9


12. Elekta Oncology(2009), Digital Linear Accelerator - Beam Generation,
Elekta® Oncology Engineer 1, Elekta Ltd.
13. Elekta Oncology(2009), Digital Linear Accelerator - Beam Control,
Elekta® Oncology Engineer 1, Elekta Ltd.
14. Elekta Oncology(2009), Digital Linear Accelerator - Beam Shaping,
Elekta® Oncolo gy Engineer 1, Elekta Ltd.
15. Faiz M. Khan(2010), Physics of Radiation Therapy, 4th Edition,
Lippincott Williams & Wilkins.
16. IBA Dosimetry(2010), OmniPro-Accept User’s Guide: Version 7.1a,
IBA Dosimetry GmbH, Schwarzenbruck.
17. Kwa William(1998 Oct; 21(10): 1599-604), Asymmetric collimation:
dosimetric characteristics, treatment planning algorithm, and clinical
applications, Medical Physics,.
18. P. Mayles, A. Nahum, J. C. Rosenwald(2007), Handbook of
Radiotherapy Physics: Theory and Practice, Taylor and Francis Group.
19. S. H. Levitt, J. A. Purdy, C. A. Perez, S. Vijayakumar(2006), Technical
Basis of Radiation Therapy: Practical Clinical Applications, 4th Revised