hj_be_yomj_kute
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỞ ĐẦU
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 của 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 trị 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 hay 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 liều 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 cần thiết.
Có ba phương pháp điều trị ung thư cơ bản - các phương pháp này có thể áp dụng riêng rẽ
hay kết hợp với nhau để đạt hiệu quả điều trị cao nhất:
Phẫu thuật
Xạ trị
Hóa trị
Trong đó xạ trị là một phương pháp rất hiệu quả, đã và đang phát triển trên toàn thế giới và
tại Việt Nam. Xạ trị có thể được thực hiện điều trị đơn thuần hay kết hợp với phẫu thuật và hóa trị
để loại bỏ hoàn toàn khối u, góp phần làm giảm các triệu chứng đau đớn trên cơ thể người bệnh.
Phương pháp xạ trị hiện đại và phổ biến trên thế giới hiện nay là xạ trị chiếu ngoài sử dụng
máy gia tốc tuyến tính – đây là phương pháp rất hữu hiệu trong điều trị ung thư.
Tháng 1 năm 2001, Bệnh viện K- Hà Nội được trang bị hệ thống máy gia tốc tuyến tính
Primus thế hệ mới nhất với nhiều ưu điểm nổi bật của hãng Siemens - một trong những hãng sản
xuất thiết bị y tế tốt nhất thế giới. Hiện nay trên cả nước đã có thêm một số cơ sở khác cũng đã sử
dụng máy gia tốc trong xạ trị trị như bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Đa khoa
Đà Nẵng…Phương pháp xạ trị từ xa sử dụng máy gia tốc hiện đang có xu hướng phát triển mạnh ở
nước ta.
Một trong các nguyên tắc cần đảm bảo trong điều trị bằng tia xạ nói chung và xạ trị
bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc nói riêng là liều bức xạ phải tập trung và đồng đều tại khối
u và giảm thiểu tối đa liều tại các tổ chức lành bao quanh khối u. Để có thông tin chính xác trong
việc tính toán liều chiếu và hình học chiếu cần biết dạng phân bố liều chiếu tại khu vực xung
quanh khối u.
Xác định liều hấp thụ và phân bố liều của chùm bức xạ phát ra từ máy xạ trị là việc làm hằng
tuần của các kỹ sư Vật Lý trong Khoa Xạ Trị tại các cơ sở y tế có điều trị ung thư bằng tia phóng
xạ. Ngoài ra kết quả thu được về phân bố của liều chiếu của chùm bức xạ photon phát ra từ máy gia
tốc cho biết rõ hơn cơ chế tương tác của electron với vật chất và cơ chế sinh bức xạ hãm khi chùm
electron được gia tốc tương tác với vật chất.
Để nâng cao hiệu quả việc điều trị bệnh ung thư bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc
electron, ở đầu ra của máy gia tốc xạ trị, người ta sử dụng colimator đa lá để định dạng kích thước
của chùm bức 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 văn: “ 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 bức 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.
Chương 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 của chùm bức xạ photon năng lượng 6 MV và 15 MV trên các mặt phẳng
vuông góc với trục của chùm bức xạ ở ngoài không khí và trong phantom, từ đó đánh giá sự đồng
liều hấp thụ tại khối u.
- Xây dựng đường cong liều sâu phần trăm hay đồ thị phân bố liều hấp thụ tương đối theo
chiều sâu trong phantom nước, từ đó thấy hiệu quả của việc điều trị các khối u sâu dùng chùm
photon.
PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ DÙNG TIA GAMMA
1.1. TƯƠNG TÁC CỦA ELECTRON VỚI VẬT CHẤT
Khi chùm bức xạ bêta đi trong môi trường chúng tương tác với các nguyên tử của môi trường
và mất dần năng lượng của mình do hai quá trình chủ yếu là ion hóa do va chạm và phát bức xạ
hãm.
Sự mất năng lượng do va chạm là kết quả tán xạ không đàn hồi của bức xạ bêta với electron
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 00 đến 1800. 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 sẽ 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 :
Coul dx rad
dE
dx
dE
dx
dE
Trong đó
dx
dE
,
dx Coul
dE
,
dx rad
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 hay 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 đi 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 hơn. 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
để bức xạ bêta mất một nửa năng lượng của mình là lớn nhất. Độ mất mát năng lượng của bức xạ
bêta trên một đơn vị đường đi được [6] xác định theo công thức Bethe-Bloch:
dE dx Col 2.N A.re2.me.c2.. ZA. 12 ln 2k(12(/kmec12)) P(k) CZV
trong đó: NA là số Advogadro, re, me 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;
vc
với v là vận tốc của
hạt bêta và c là vận tốc ánh sáng, k là động năng của hạt bêta tính trong đơn vị mec2, , Cv là hệ số
hiệu chỉnh hiệu ứng mật độ và hiệu ứng vỏ; F(k) là hàm của động năng.
Hàm F(k) có dạng sau:
2
2
2
( 1)
(2 1).ln 2
8
( ) 1
k
k k
F k
Với bức xạ bêta có năng lượng xác định, độ mất năng lượng trên một đơn vị đường đi tỉ lệ
thuận với mật độ của môi trường. Với môi trường xác định, độ mất mát năng lượng trên một đơn vị
đường đi giảm dần, sau đó đạt giá trị hầu như không đổi.
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 một đơn vị đường đi được [6] xác định theo
công thức :
ln m2eE.c02 13 f (Z)
(1.2)
(1.3)
KẾT LUẬN
Bản Luận Văn đã đạt được mục tiêu đề ra, cụ thể:
1. Bản Luận Văn đã tìm hiểu cơ sở vật lý và cơ sở sinh học của phương pháp xạ trị.
Cơ sở vật lý chủ yếu của phương pháp xạ trị là dựa trên tương tác của các loại bức xạ bêta và
gamma đối với vật chất. Cơ sở sinh học của phương pháp xạ trị là dựa trên tác dụng sinh học
của tia xạ, trong đó quan trọng nhất là tác dụng làm chết tế bào. Từ đường cong mô tả xác
suất tiêu diệt tế bào phụ thuộc vào liều chiếu, đã chỉ ra rằng với liều chiếu thích hợp chủ yếu
tiêu diệt các tế bào ung thư, trong khi đó các tế bào lành ít bị ảnh hưởng.
Phần thực nghiệm đã tiến hành đánh giá phân bố liều hấp thụ của chùm photon năng
lượng 6MV và 15 MV trên máy gia tốc xạ trị Primus tại Bệnh viện K- Hà Nội.
2. Tiến hành đánh giá sự suy giảm liều hấp thụ ngoài không khí và do đó là liều chiếu
của chùm photon 6MV và 15MV gây ra tại các điểm nằm trên trục của chùm chiếu. Kết quả
chỉ ra rằng liều chiếu do chùm bức xạ photon gây ra tại mỗi điểm khảo sát giảm theo quy luật
bình phương khoảng cách tới bia.
3. Đánh giá phân bố liều hấp thụ của chùm tia photon năng lượng 6 MV và 15 MV
gây ra tại các điểm nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục của chùm chiếu. Với trường
chiếu có kích thước cực đại, kết quả cho thấy đối với các điểm cách trục nhỏ hơn 20 cm,
phân bố liều của chùm chiếu khá đồng đều trên mặt phẳng vuông góc với trục của chùm tia.
Kết quả Luận văn cho phép khẳng định chùm bức xạ hãm phát ra từ máy xạ trị Primus chỉ
tập trung trong góc nhỏ ngay cả khi không hạn chế trường chiếu.
4. Đã đánh giá phân bố liều hấp thụ trên mặt phẳng vuông góc với trục chùm chiếu đối
với chùm photon 6 MV và ứng với trường chiếu 10cm x10cm. Kết quả chỉ ra rằng trong
phạm vi bên trong trường chiếu, liều hấp thụ tương đối bằng phẳng, khi ra ngoài biên, liều
hấp thụ giảm rất nhanh theo khoảng cách tới trục của chùm bức xạ. Liều hấp thụ khi ra khỏi
ngoài biên 2cm liều chỉ còn cỡ 2%. Tính chất này trong thực tế điều trị rất có ý nghĩa: Tùy
thuộc vào kích thước khối u tiến hành chọn trường chiếu thích hợp sao cho trong phạm vi
khối u, nơi cần chiếu xạ liều hấp thụ đồng đều, còn khi ra ngoài biên ứng với ví trí tế bào
lành xung quanh, liều hấp thụ giảm rất nhanh. Để giảm ảnh hưởng của tia xạ tới tế bào lành
xung quanh, ta chỉ cần tạo khuôn chì có bề dày không quá 5cm, trên thực tế bề dày khuôn chì
chỉ cần 3cm là đủ an toàn cho các tế bào xung quanh.
6. Đã tiến xây dựng phân bố liều hấp thụ tương đối theo chiều sâu phantom hay còn
gọi là liều sâu phần trăm trong phantom nước đối với chùm photon 6 MV và 15 MV, với các
trường chiếu khác nhau tương ứng với chiều sâu 1,6cm và 10cm. Kết quả chỉ ra rằng: Dạng
phân bố liều hấp thụ trong mô chỉ phụ thuộc vào năng lượng của chùm photon mà không phụ
thuộc vào kích thước trường chiếu.
Các kết quả thực nghiệm thu được trong Luận văn cho phép ta khẳng định tính ưu việt
của việc sử dụng chùm photon phát ra từ máy gia tốc Primus để điều trị khối u sâu.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỞ ĐẦU
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 của 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 trị 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 hay 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 liều 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 cần thiết.
Có ba phương pháp điều trị ung thư cơ bản - các phương pháp này có thể áp dụng riêng rẽ
hay kết hợp với nhau để đạt hiệu quả điều trị cao nhất:
Phẫu thuật
Xạ trị
Hóa trị
Trong đó xạ trị là một phương pháp rất hiệu quả, đã và đang phát triển trên toàn thế giới và
tại Việt Nam. Xạ trị có thể được thực hiện điều trị đơn thuần hay kết hợp với phẫu thuật và hóa trị
để loại bỏ hoàn toàn khối u, góp phần làm giảm các triệu chứng đau đớn trên cơ thể người bệnh.
Phương pháp xạ trị hiện đại và phổ biến trên thế giới hiện nay là xạ trị chiếu ngoài sử dụng
máy gia tốc tuyến tính – đây là phương pháp rất hữu hiệu trong điều trị ung thư.
Tháng 1 năm 2001, Bệnh viện K- Hà Nội được trang bị hệ thống máy gia tốc tuyến tính
Primus thế hệ mới nhất với nhiều ưu điểm nổi bật của hãng Siemens - một trong những hãng sản
xuất thiết bị y tế tốt nhất thế giới. Hiện nay trên cả nước đã có thêm một số cơ sở khác cũng đã sử
dụng máy gia tốc trong xạ trị trị như bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Chợ Rẫy, Bệnh viện Đa khoa
Đà Nẵng…Phương pháp xạ trị từ xa sử dụng máy gia tốc hiện đang có xu hướng phát triển mạnh ở
nước ta.
Một trong các nguyên tắc cần đảm bảo trong điều trị bằng tia xạ nói chung và xạ trị
bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc nói riêng là liều bức xạ phải tập trung và đồng đều tại khối
u và giảm thiểu tối đa liều tại các tổ chức lành bao quanh khối u. Để có thông tin chính xác trong
việc tính toán liều chiếu và hình học chiếu cần biết dạng phân bố liều chiếu tại khu vực xung
quanh khối u.
Xác định liều hấp thụ và phân bố liều của chùm bức xạ phát ra từ máy xạ trị là việc làm hằng
tuần của các kỹ sư Vật Lý trong Khoa Xạ Trị tại các cơ sở y tế có điều trị ung thư bằng tia phóng
xạ. Ngoài ra kết quả thu được về phân bố của liều chiếu của chùm bức xạ photon phát ra từ máy gia
tốc cho biết rõ hơn cơ chế tương tác của electron với vật chất và cơ chế sinh bức xạ hãm khi chùm
electron được gia tốc tương tác với vật chất.
Để nâng cao hiệu quả việc điều trị bệnh ung thư bằng chùm photon phát ra từ máy gia tốc
electron, ở đầu ra của máy gia tốc xạ trị, người ta sử dụng colimator đa lá để định dạng kích thước
của chùm bức 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 văn: “ 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 bức 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.
Chương 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 của chùm bức xạ photon năng lượng 6 MV và 15 MV trên các mặt phẳng
vuông góc với trục của chùm bức xạ ở ngoài không khí và trong phantom, từ đó đánh giá sự đồng
liều hấp thụ tại khối u.
- Xây dựng đường cong liều sâu phần trăm hay đồ thị phân bố liều hấp thụ tương đối theo
chiều sâu trong phantom nước, từ đó thấy hiệu quả của việc điều trị các khối u sâu dùng chùm
photon.
PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ DÙNG TIA GAMMA
1.1. TƯƠNG TÁC CỦA ELECTRON VỚI VẬT CHẤT
Khi chùm bức xạ bêta đi trong môi trường chúng tương tác với các nguyên tử của môi trường
và mất dần năng lượng của mình do hai quá trình chủ yếu là ion hóa do va chạm và phát bức xạ
hãm.
Sự mất năng lượng do va chạm là kết quả tán xạ không đàn hồi của bức xạ bêta với electron
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 00 đến 1800. 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 sẽ 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 :
Coul dx rad
dE
dx
dE
dx
dE
Trong đó
dx
dE
,
dx Coul
dE
,
dx rad
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 hay 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 đi 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 hơn. 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
để bức xạ bêta mất một nửa năng lượng của mình là lớn nhất. Độ mất mát năng lượng của bức xạ
bêta trên một đơn vị đường đi được [6] xác định theo công thức Bethe-Bloch:
dE dx Col 2.N A.re2.me.c2.. ZA. 12 ln 2k(12(/kmec12)) P(k) CZV
trong đó: NA là số Advogadro, re, me 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;
vc
với v là vận tốc của
hạt bêta và c là vận tốc ánh sáng, k là động năng của hạt bêta tính trong đơn vị mec2, , Cv là hệ số
hiệu chỉnh hiệu ứng mật độ và hiệu ứng vỏ; F(k) là hàm của động năng.
Hàm F(k) có dạng sau:
2
2
2
( 1)
(2 1).ln 2
8
( ) 1
k
k k
F k
Với bức xạ bêta có năng lượng xác định, độ mất năng lượng trên một đơn vị đường đi tỉ lệ
thuận với mật độ của môi trường. Với môi trường xác định, độ mất mát năng lượng trên một đơn vị
đường đi giảm dần, sau đó đạt giá trị hầu như không đổi.
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 một đơn vị đường đi được [6] xác định theo
công thức :
ln m2eE.c02 13 f (Z)
(1.2)
(1.3)
KẾT LUẬN
Bản Luận Văn đã đạt được mục tiêu đề ra, cụ thể:
1. Bản Luận Văn đã tìm hiểu cơ sở vật lý và cơ sở sinh học của phương pháp xạ trị.
Cơ sở vật lý chủ yếu của phương pháp xạ trị là dựa trên tương tác của các loại bức xạ bêta và
gamma đối với vật chất. Cơ sở sinh học của phương pháp xạ trị là dựa trên tác dụng sinh học
của tia xạ, trong đó quan trọng nhất là tác dụng làm chết tế bào. Từ đường cong mô tả xác
suất tiêu diệt tế bào phụ thuộc vào liều chiếu, đã chỉ ra rằng với liều chiếu thích hợp chủ yếu
tiêu diệt các tế bào ung thư, trong khi đó các tế bào lành ít bị ảnh hưởng.
Phần thực nghiệm đã tiến hành đánh giá phân bố liều hấp thụ của chùm photon năng
lượng 6MV và 15 MV trên máy gia tốc xạ trị Primus tại Bệnh viện K- Hà Nội.
2. Tiến hành đánh giá sự suy giảm liều hấp thụ ngoài không khí và do đó là liều chiếu
của chùm photon 6MV và 15MV gây ra tại các điểm nằm trên trục của chùm chiếu. Kết quả
chỉ ra rằng liều chiếu do chùm bức xạ photon gây ra tại mỗi điểm khảo sát giảm theo quy luật
bình phương khoảng cách tới bia.
3. Đánh giá phân bố liều hấp thụ của chùm tia photon năng lượng 6 MV và 15 MV
gây ra tại các điểm nằm trên mặt phẳng vuông góc với trục của chùm chiếu. Với trường
chiếu có kích thước cực đại, kết quả cho thấy đối với các điểm cách trục nhỏ hơn 20 cm,
phân bố liều của chùm chiếu khá đồng đều trên mặt phẳng vuông góc với trục của chùm tia.
Kết quả Luận văn cho phép khẳng định chùm bức xạ hãm phát ra từ máy xạ trị Primus chỉ
tập trung trong góc nhỏ ngay cả khi không hạn chế trường chiếu.
4. Đã đánh giá phân bố liều hấp thụ trên mặt phẳng vuông góc với trục chùm chiếu đối
với chùm photon 6 MV và ứng với trường chiếu 10cm x10cm. Kết quả chỉ ra rằng trong
phạm vi bên trong trường chiếu, liều hấp thụ tương đối bằng phẳng, khi ra ngoài biên, liều
hấp thụ giảm rất nhanh theo khoảng cách tới trục của chùm bức xạ. Liều hấp thụ khi ra khỏi
ngoài biên 2cm liều chỉ còn cỡ 2%. Tính chất này trong thực tế điều trị rất có ý nghĩa: Tùy
thuộc vào kích thước khối u tiến hành chọn trường chiếu thích hợp sao cho trong phạm vi
khối u, nơi cần chiếu xạ liều hấp thụ đồng đều, còn khi ra ngoài biên ứng với ví trí tế bào
lành xung quanh, liều hấp thụ giảm rất nhanh. Để giảm ảnh hưởng của tia xạ tới tế bào lành
xung quanh, ta chỉ cần tạo khuôn chì có bề dày không quá 5cm, trên thực tế bề dày khuôn chì
chỉ cần 3cm là đủ an toàn cho các tế bào xung quanh.
6. Đã tiến xây dựng phân bố liều hấp thụ tương đối theo chiều sâu phantom hay còn
gọi là liều sâu phần trăm trong phantom nước đối với chùm photon 6 MV và 15 MV, với các
trường chiếu khác nhau tương ứng với chiều sâu 1,6cm và 10cm. Kết quả chỉ ra rằng: Dạng
phân bố liều hấp thụ trong mô chỉ phụ thuộc vào năng lượng của chùm photon mà không phụ
thuộc vào kích thước trường chiếu.
Các kết quả thực nghiệm thu được trong Luận văn cho phép ta khẳng định tính ưu việt
của việc sử dụng chùm photon phát ra từ máy gia tốc Primus để điều trị khối u sâu.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: xạ trị tia bằng photon
Last edited by a moderator: