Luận văn Nghiên cứu ứng dụng chùm bức xạ Photon và Electron trên máy gia tốc Linac Primus trong xạ trị ung thư tại bệnh viện K

pdf

109 trang Minh Thư 28/04/2025 260

Download

Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu ứng dụng chùm bức xạ Photon và Electron trên máy gia tốc Linac Primus trong xạ trị ung thư tại bệnh viện K", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

luan_van_nghien_cuu_ung_dung_chum_buc_xa_photon_va_electron.pdf

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu ứng dụng chùm bức xạ Photon và Electron trên máy gia tốc Linac Primus trong xạ trị ung thư tại bệnh viện K

ðI HC QUC GIA HÀ NI TRƯNG ðI HC KHOA HC T NHIÊN NGUYN TIN QUÂN NGHIÊN CU NG DNG CHÙM BC X PHOTON VÀ ELECTRON TRÊN MÁY GIA TC LINAC PRIMUS TRONG X TR UNG THƯ TI BNH VIN K LUN VĂN THC SĨ KHOA HC Hà Ni – Năm 2014 i
ðI HC QUC GIA HÀ NI TRƯNG ðI HC KHOA HC T NHIÊN NGUYN TIN QUÂN NGHIÊN CU NG DNG CHÙM BC X PHOTON VÀ ELECTRON TRÊN MÁY GIA TC LINAC PRIMUS TRONG X TR UNG THƯ TI BNH VIN K Chuyên ngành: Vt lý nguyên t, ht nhân và năng lưng cao Mã s: 60440106 LUN VĂN THC SĨ KHOA HC NGƯI HƯNG DN KHOA HC: TS ðÀM NGUYÊN BÌNH Hà Ni – Năm 2014 ii
LI CAM ðOAN Tên tơi là Nguyn Tin Quân, hc viên cao hc chuyên ngành Vt lý nguyên t, ht nhân và năng lưng cao, khố 20112013 h cao hc tp trung, trưng ðH Khoa hc T nhiên, ðH Quc gia Hà Ni. Tơi xin cam đoan lun văn thc sĩ ‘‘Nghiên cu ng dng chùm bc x photon và electron trên máy gia tc Linac Primus trong x tr ung thư ti bnh vin K’’ là cơng trình nghiên cu ca riêng tơi, s liu và kt qu nghiên cu là trung thc và chưa tng đưc ai cơng b trong bt kỳ cơng trình nào khác. Hc viên NGUYN TIN QUÂN i
LI CÁM ƠN Trong quá trình hc tp, cơng tác, và nht là thi gian làm lun văn, tơi nhn nhiu s quan tâm, đng viên giúp đ tơi đ hồn thành bn lun văn này. Qua đây tơi xin gi li cm ơn chân thành và sâu sc ti: Ts ðàm Nguyên Bình, ngưi hưng dn tơi v mt khoa hc cùng nhng đĩng gĩp quý báu cho lun văn này; Thy PGS.TS. Bùi Văn Lốt, ngưi đã hưng tơi vào ngh k sư vt lý x tr, thy luơn to mi điu kin thun li, ch bo tn tình trong sut quá trình hc tp t đi hc ti bc hc cao hơn đng thi thy là ngưi hưng dn tơi làm khố lun tt nghip; Thy ThS. Nguyn Xuân K, nguyên trưng khoa Vt lý x tr Bnh vin K, ngưi đã cùng hưng dn khĩa lun tt nghip và nhn tơi v làm vic ti khoa. Thy đã tn tình hưng dn, ch bo, to điu kin cho tơi trong cơng vic ngh nghip; Ks Lê Văn Tình trưng khoa cùng đng nghip trong khoa Vt lý x tr Bnh vin K, đã giúp đ tơi trong cơng vic cũng như thc nghim cho lun văn; Các thy cơ trong Khoa Vt lý Trưng ði hc Khoa hc T nhiên; Trung tâm Vt lý Ht nhân Vin Vt lý; Vin Năng lưng nguyên t Vit Nam trong sut các năm hc tp đi hc cũng như cao hc, đã trang b cho tơi nhng kin thc cn thit, cũng như đưc to điu kin thun li nht trong hc tp và cơng tác. Cui cùng, tơi xin gi li cm ơn ti gia đình và bn bè, nhng ngưi luơn bên cnh tơi, giúp đ, đng viên, khuyn khích tơi trong mi hồn cnh. ii
MC LC DANH MC BNG BIU.......................................................................................iii DANH MC HÌNH V ............................................................................................ iv DANH MC HÌNH V ............................................................................................ iv DANH MC CÁC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT ..................................... vii M ðU .................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 TNG QUAN CƠ S LÝ THUYT CA PHƯƠNG PHÁP X TR UNG THƯ 3 1.1 Cơ s vt lý ...................................................................................................... 3 1.1.1. Tương tác bc x photon và electron vi vt cht ................................... 3 1.1.2. Gii thiu liu lưng trong x tr ............................................................. 9 1.1.3. Mt s khái nim cơ bn trong vt lý x tr và vùng th tích liên quan . 15 1.2 Sinh lý hc khi u .......................................................................................... 19 1.2.1 Chu kỳ t bào ........................................................................................... 19 1.2.2 Các mơ hình tăng sinh ............................................................................. 21 1.2.3 S phát trin khi u ................................................................................. 22 1.3.1 Tác dng sinh hc ca bc x ................................................................. 23 1.3.2 Cơ s ca phân liu lưng theo thi gian ............................................... 25 1.3.3 Cơ s đáp ng ca t bào ........................................................................ 27 CHƯƠNG 2 ðI TƯNG NGHIÊN CU VÀ PHƯƠNG PHÁP THC NGHIM................. 29 2.1. Cu to và nguyên lý hot đng ca máy gia tc thng Primus Siemens ... 29 2.1.1. Cu to máy gia tc thng ..................................................................... 29 2.1.2. Nguyên lý hot đng ............................................................................... 31 2.1.3. Thơng s k thut máy gia tc thng PRIMUS Siemens ....................... 32 2.2. Các thit b đo liu và mơ hình hĩa thc nghim 34 2.2.1. H thng đo liu lưng ........................................................................... 34 2.2.2. B trí hình hc đo ................................................................................... 38 2.2.3. Phương pháp căn chnh tia lazer xác đnh tâm đo ................................. 40 i
2.3. Phương pháp xác đnh đc trưng chùm bc x photon, electron .................. 40 2.3.1 Phân b liu sâu phn trăm .................................................................... 40 2.3.2. Phân b liu sâu cách tâm ..................................................................... 47 2.3.3. Tiêu chun ca mt s thơng s đc trưng ............................................ 51 CHƯƠNG 3.............................................................................................................. 53 KT QU THC NGHIM VÀ THO LUN .................................................... 53 3.1. ðc trưng chùm photon trên máy gia tc Linac Primus ............................... 53 3.1.1. Phân b liu sâu phn trăm chùm photon .............................................. 53 3.1.2. Phân b liu sâu cách tâm chùm photon ................................................ 57 3.2. ðc trưng chùm electron trên máy gia tc Linac Primus ............................. 61 3.2.1. Phân b liu sâu phn trăm ................................................................... 61 3.2.2. Phân b liu sâu cách tâm ..................................................................... 64 3.3. Lp k hoch x tr mt s bnh ung thư ph bin ....................................... 67 3.3.1. Ung thư vịm hng .................................................................................. 67 3.3.2. Ung thư phi ........................................................................................... 71 3.3.3. Ung thu vú .............................................................................................. 74 KT LUN .............................................................................................................. 77 TÀI LIU THAM KHO........................................................................................ 79 PH LC..................................................................................................................81 ii
DANH MC BNG BIU Bng 1.1: Tĩm tt nhng s khác nhau gia các khi u lành tính và ác tính ...............22 Bng 2.1: ð sâu liu hp th cc đi z max cho nhng chùm photon cĩ năng lưng khác nhau vi kích thưc trưng chiu 5 × 5 cm .........................................................42 Bng 2.2: Xác đnh mt s thơng s đ sâu liu lưng, năng lưng trung bình b mt phantom vi năng lưng khác nhau .....................................................................47 Bng 2.3: Tiêu chun k thut hãng Siemens cho Z maxtc và D10tc ................................51 Bng 2.4: Tiêu chun k thut hãng Siemens cho R80 và R 30 .......................................52 Bng 2.5: Tiêu chun k thut hãng Siemens cho đ bng phng chùm eletron ..........52 Bng 3.1: Mt s thơng s đc trưng năng lưng chùm photon ...................................56 Bng 3.2: ð bng phng chùm photon 6 MV ...............................................................59 Bng 3.3: ð bng phng chùm photon 15 MV .............................................................59 Bng 3.4: Tính đi xng chùm photon 6 MV ................................................................59 Bng 3.5: Tính đi xng chùm photon 15 MV ..............................................................60 Bng 3.6: Vùng bán d photon 6 MV ............................................................................60 Bng 3.7: Vùng bán d photon 15 MV ..........................................................................60 Bng 3.8: Mt s thơng s đc trưng năng lưng chùm electron 9Mev và 12 MeV .....63 Bng 3.9: ð bng phng chùm electron 9 MeV ..........................................................65 Bng 3.10: ð bng phng chùm electron 12 MeV ......................................................65 Bng 3.11: Tính đi xng chùm electron 9 MeV ...........................................................66 Bng 3.12: Tính đi xng chùm electron 12 MeV .........................................................66 Bng 3.13: Vùng bán d electron 9 MeV ......................................................................66 Bng 3.14: Vùng bán d electron 12 MeV ....................................................................66 iii
DANH MC HÌNH V Hình 1.1: Mơ hình hin tưng quang đin ......................................................................3 Hình 1.2: Mơ hình Tán x Compton ................................................................................4 Hình 1.3: Hin tưng to cp trong trưng Coulomb ht nhân .....................................5 Hình 1.4: H s suy gim khi lưng ca photon tương tác vi nưc ............................5 Hình 1.5: ð suy gim năng lưng electron ...................................................................8 Hình 1.6: Nguyên lý hot đng bung ion hĩa cha khí ...............................................12 Hình 1.7: Mơ t điu kin BraggGray trong mơi trưng nưc ...................................13 Hình 1.8: Mơ t cách tính PDD ....................................................................................15 Hình 1.9: Hình dng và v trí các trc chùm tia ...........................................................16 Hình 1.10: Sơ đ v chu kỳ t bào .................................................................................20 Hình 1.11: Trng thái t chc ca mơ t dng bình thưng đn ung thư ....................21 Hình 1.12: Hàm Gompertz mơ t đưng cong phát trin ca t bào............................23 Hình 1.13: Mi tương quan gia hin tưng hp th và t l sng sĩt ........................25 Hình 1.14: Tương quan gia kh năng kim sốt khi u và bin chng. .....................28 Hình 2.1: Mơ hình máy gia tc thng trong x tr ........................................................29 Hình 2.2: ðu máy điu tr ............................................................................................30 Hình 2.3: Thơng s kĩ thut ca máy gia tc .................................................................33 Hình 2.4: Các cp Jaw và s to dng trưng chiu ....................................................33 Hình 2.5: Sơ đ ghép ni h đo vi máy tính ................................................................34 Hình 2.6: Phantom nưc ...............................................................................................35 Hình 2.7: Detector Scanditronix / Wellhofer Compact Chamber CC13 .......................35 Hình 2.8: Cu to ca bung ion hĩa CC13 .................................................................36 Hình 2.9: Hình nh máy đo liu MD 240 ......................................................................37 Hình 2.10: B điu khin dch chuyn ca bung ion hĩa chính CU500E ...................37 Hình 2.11: Giao din phn mm OmniproAccepts ......................................................38 Hình 2.12: Hình hc đo liu bc x phát ra t máy gia tc tuyn tính .........................38 Hình 2.13: Các applicators (các cơn) s dng trong x tr ..........................................39 Hình 2.14: Tâm ti khong cách 100 cm .......................................................................40 iv
Hình 2.15: Phân b liu hp th cho chùm photon MV trong phantom .....................40 Hình 2.16: ðưng PDD trong nưc vi kích thưc trưng chiu 10 × 10 cm 2, khong cách SSD 100 cm ng các mc năng lưng trong gii t 60 Co đn 25MV. .....42 Hình 2.17: PDD trong nưc vi kích thưc trưng 10x10cm 2, SSD= 100cm .............44 Hình 2.18: Quãng chy R100 , R 90 , R 80 , R 50 , R p, và R max .................................................45 Hình 2.19: Các vùng liu trong phân b liu sâu cách tâm ..........................................47 Hình 2.20: Hình v xác đnh đ bng phng .................................................................48 Hình 2.21: Hình v xác tính đi xng ...........................................................................49 Hình 2.22: Thành phn truyn qua vùng bán d...........................................................50 Hình 2.23: Thành phn đi xng vùng bán d..............................................................50 Hình 3.1: Phân b liu sâu phn trăm tương đi theo b dày ca chùm photon 6 MV vi kích thưc trưng chiu khác nhau .........................................................................54 Hình 3.2: Phân b liu sâu phn trăm tương đi theo b dày ca chùm photon 15 MV vi kích thưc trưng chiu khác nhau ..................................................................54 Hình 3.3: So sánh đưng cong phân b liu sâu phn trăm tương đi theo b dày ca chùm photon 6 MV và 15 MV vi cùng trưng chiu 10×10 cm 2 ..........................56 Hình 3.4: ð th phân b liu sâu cách tâm chùm photon 6 MV ..................................58 Hình 3.5: ð th phân b liu sâu cách tâm chùm photon 15 MV ................................58 Hình 3.6: Phân b liu sâu phn trăm chùm electron năng lưng 9MeV ...................62 Hình 3.7: Phân b liu sâu phn trăm chùm electron năng lưng 12 MeV ................62 Hình 3.8: ð th phân b liu sâu cách tâm chùm electron năng lưng 9MeV ............64 Hình 3.9: ð th phân b liu sâu cách tâm chùm electron năng lưng 12MeV ..........65 Hình 3.10: V trí vùng vịm hng (Nasophaynx) ............................................................67 Hình 3.11: Ví d v xác đnh GTV, CTV70, CTV60 trong ung thư vịm .......................68 Hình 3.12: K thut na trưng chiu cho ung thư vịm nâng liu lên 40 Gy ..............69 Hình 3.13: K thut na trưng chiu ung thư vịm nâng liu 40Gy lên 50Gy ............69 Hình 3.14: K thut đng tâm cho trưng vịm nâng liu 50Gy lên 60Gy ...................70 Hình 3.15: Trưng electron bù liu cho vùng che ty sng (a) và tăng liu cho hch cịn sau chiu 50 Gy (b) .................................................................................................70 v
Hình 3.16: Ví d v xác đnh GTV, hch cho ung thư phi ...........................................72 Hình 3.17: Ví d v xác đnh CTV t GTV cho ung thư phi ........................................72 Hình 3.18: Phân b trưng chiu trong ung thư phi ...................................................73 Hình 3.19: Phân b trưng chiu vú (a) và trưng hch (b) ........................................75 vi