ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------

Nguyễn Thị Ly

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA CHÙM
ELECTRON TỪ LỐI RA CỦA MÁY GIA TỐC
ELECTRON TUYẾN TÍNH DÙNG TRONG XẠ TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

Hà Nội 12/ 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------

Nguyễn Thị Ly

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA CHÙM
ELECTRON TỪ LỐI RA CỦA MÁY GIA TỐC
ELECTRON TUYẾN TÍNH DÙNG TRONG XẠ TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
Mã số

: 60440106

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS BÙI VĂN LOÁT

Hà Nội 12/ 2015


LỜI CẢM ƠN

Trước hết Em xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Bùi Văn Loát, thầy đã
tận tâm chỉ bảo truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua
để em hoàn thành luận văn “ Xác định một số đặc trưng của chùm electron từ lối ra
của máy gia tốc electron tuyến tính dùng trong xạ trị” .
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô trong Bộ môn Vật lý hạt nhân
khoa Vật lý đã dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em cũng xin cảm ơn tập thể cán bộ, nhân viên Trung Tâm U Bướu trực thuộc
Bệnh viện Đa khoa tỉnh Bắc Ninh, đã giúp đỡ em hoàn thành luận văn này.
Do kiến thức của em còn rất nhiều hạn chế, rất mong nhận được sự đóng góp
của thầy, cô giáo cũng như toàn thể các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội ngày 12 tháng 10 năm 2015
Học viên
Nguyễn Thị Ly


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG I ................................................................................................................3
Tổng Quan Về Ung Thƣ Và Các Phƣơng Pháp Điều Trị.... Error! Bookmark not
defined.
1.1.


Khái niệm về ung thư [1, 2] ............................ Error! Bookmark not defined.

1.2.

Các phương pháp điều trị ung thư .................. Error! Bookmark not defined.

1.3.

Cơ Sở Của Xạ Trị ............................................ Error! Bookmark not defined.

1.3.1 Cơ sở sinh học - Chu kỳ tế bào ................. Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Khái niệm “4 tái tạo”của sinh học phóng xạ........... Error! Bookmark not
defined.
1.3.3. Tác động của bức xạ lên cơ thể sống ......... Error! Bookmark not defined.
1.4. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG XẠ TRỊ. ... Error! Bookmark not
defined.
1.4.1. Liều chiếu. ................................................. Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Liều hấp thụ. ............................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.3. Liều sâu phần trăm. .................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.4. Liều bề mặt. ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.4.5. Liều sâu cực đại. ........................................ Error! Bookmark not defined.
1.4.6. Vùng cân bằng điện tích. ............................ Error! Bookmark not defined.
Chƣơng 2 THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH
MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG CỦA CHÙM ELECTRON TỪ LỐI RA CỦA MÁY
GIA TỐC ELECTRON TUYẾN TÍNH DÙNG TRONG XẠ TRỊ ............. Error!
Bookmark not defined.
2.1. CẤU TẠO MÁY GIA TỐC XẠ TRỊ PRECISE [4,7]. .... Error! Bookmark
not defined.
2.2.


NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG. .................... Error! Bookmark not defined.

2.3.

CÁC THIẾT BỊ ĐO LIỀU VÀ MÔ HÌNH HÓA THỰC NGHIỆM.
Error! Bookmark not defined.

2.3.1 Hệ thống đo liều lượng ................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.2. Bố trí hình học đo. ...................................... Error! Bookmark not defined.


2.4. Đặc trƣng về mặt năng lƣợng của chùm electron .. Error! Bookmark not
defined.
Chƣơng 3…KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ................ Error!
Bookmark not defined.
3.1 Xác định các năng lượng đặc trưng và phân bố liều hấp thụ theo độ sâu của
chùm electron ........................................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Xác định năng lượng đặc trưng và phân bố liều hấp thụ theo độ sâu của
chùm electron 12MeV phát ra từ máy PRECISE . Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Xác định năng lượng đặc trưng và phân bố liều hấp thụ theo độ sâu của
chùm electron 15MeV phát ra từ máy PRECISE . Error! Bookmark not defined.
3.1.3 Xác định năng lượng đặc trưng và phân bố liều hấp thụ theo độ sâu của
chùm electron 18MeV phát ra từ máy PRECISE . Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................ Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC ........................................................................................................................................54


MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Các yếu tố của Collimator…………………………………………………….23

Bảng 3.1 Số liệu liều sâu phần trăm của chùm electron năng lượng 12MeV tương
ứng với trường chiếu 5cmx5cm, 10cmx10cm, 14cmx14cm…………………………53
Bảng 3.2 Số liệu liều sâu phần trăm của chùm electron năng lượng 15MeV tương
ứng với trường chiếu 5cmx5cm, 10cmx10cm, 14cmx14cm…………………………56
Bảng 3.3 Số liệu liều sâu phần trăm của chùm electron năng lượng 18MeV tương
ứng với trường chiếu 5cmx5cm, 10cmx10cm, 14cmx14cm…………………………58


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 : Chu kỳ tế bào…………………………………………………………………………………6
Hình 1.2: Tác động của bức xạ lên cơ thể sống……………………………………………………11
Hình 1.3. Mối tương quan giữa liều hấp thụ và tỉ lệ sống sót của tế bào………………………13
Hình 1.4. Mô tả cách tính PDD………………………………………………………………………15
Hình 2.1: Sơ đồ khối của máy gia tốc thẳng trong xạ trị…………………………………………18
Hình 2.2: Mô hình máy gia tốc thẳng trong xạ trị…………………………………………………18
Hình 2.3. Cấu trúc đầu máy gia tốc Precise Elekta…………………………………………………21
Hình 2.4. Cấu trúc bộ phận gia tốc của máy Precise Alekta………………………………………21
Hình 2.5. Sơ đồ ghép nối hệ đo với máy tính………………………………………………………...25
Hình 2.6. Phantom nước………………………………………………………………………………..26
Hình 2.7. Detector Scanditronix / Wellhofer Compact Chamber CC13…………………………27
Hình 2.8. Cấu tạo buồng ion hóa CC13………………………………………………………………27
Hình 2.9. Hình ảnh mặt trước CCU…………………………………………………………………..28
Hình 2.10. Mặt sau CUU……………………………………………………………………………….29
Hình 2.11. Giao diện phần mềm OmniPro-Accept…………………………………………………29
Hình 2.12. Hình học đo liều bức xạ phát ra từ máy gia tốc tuyến tính………………………….30
Hình 2.13: PDD trong nước với kích thước trường 10x10cm2, SSD= 100cm
(a)

những


chùm

electron

với

năng

lượng

6,

9,

12,

MeV…………………………………………31
Hình 2.14: Quãng chạy R100, R90, R80, R50, Rp, và

………………33

Hình 3.1 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron năng

18


lượng 12 MeV trong trường chiếu 5cm x 5 cm....................................................................... 36
Hình 3.2 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron
năng lượng 12 MeV trong trường chiếu 10cm x 10 cm.............................................................. 37
Hình 3.3 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron

năng lượng 12 MeV trong trường chiếu 14cm x 14 cm.............................................................. 38
Hình 3.4 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron
năng lượng 15MeV trong trường chiếu 5cm x 5 cm................................................................... 41
Hình 3.5

Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron năng lượng

15 MeV trong trường chiếu 10cm x 10 cm................................................................................ 42
Hình 3.6 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron
năng lượng 12 MeV trong trường chiếu 14cm x 14 cm.............................................................. 43
Hình 3.7

Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron

năng lượng 18 MeV trong trường chiếu 5cm x 5 cm................................................................. 46
Hình 3.8

Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron năng lượng

18 MeV trong trường chiếu 10cm x 10 cm..................................................................................47
Hình 3.9 Phân bố liều hấp thụ phần trăm trong phantom ứng với chùm electron
năng lượng 18 MeV trong trường chiếu 14cm x 14 cm..............................................................48


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.

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. 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.

1


Việc đảm bảo độ ổn định các thông số vật lý chùm tia điều trị từ máy gia tốc
là hết sức quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác trong phân bố liều
lượng cho bệnh nhân, giảm tác dụng không mong muốn, nâng cao hiệu quả điều trị.
Chính vì vậy, được sự giúp đỡ của Trung tâm Ung Bướu Bệnh viện Đa khoa
tỉnh Bác Ninh, chúng tôi đặt vấn đề nghiên cứu đề tài: “Xác định một số đặc trưng
của chùm electron từ lối ra của máy gia tốc electron tuyến tính dùng trong xạ
trị”.
Ngoài phần mở đầu và kết luận, bản luận văn này được chia làm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan, đề cập đến cơ sở sinh học và vật lý ứng dụng trong xạ
trị, phương pháp và thiết bị xạ trị
Chương 2: Thiết bị và phương pháp nghiên cứu, mô tả hệ thống máy gia tốc
Precise và các thiết bị liên quan, phương pháp tiến hành đo đạc thực nghiệm thu
thập dữ liệu các chùm tia trong đề tài.
Chương 3: Kết quả và bàn luận

2


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Mai Trọng Khoa, Nguyễn Xuân Kử (2012) - Một số tiến bộ về kỹ thuật
ung thư và ứng dụng trong lâm sàng – NXB Y học, Hà Nội 2012
2. Mai Trọng Khoa (2013), Y học hạt nhân, NXB Y học 2013
3. Nguyễn Kim Ngân, Lê Hùng (2004), Sinh học phóng xạ, Nxb Đại học
Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
4.

Trần Đức Thiệp (2002), Máy gia tốc, NXB Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội.

Tiếng Anh
5. Barrett A., Jane Dobbs, Stephen Morris, Tom Roques (2009), Practical
Radiotherapy Planning - Fourth Edition, CRC Press, Italy.
6. IAEA, (2000), Absorbed Dose Determination in External Beam
Radiotherapy An International Code of Practice for Dosimetry Based on
Standards of Absorbed Dose to Water, International Atomic Energy
Agency.
7. Information about the first Elekta Precise accelerator installed in Poland,

Rep Pract oncol Radiother, 2006, 11(3): 147-155.
8. Podgorsak E. B. (2005), Radiation Oncology physics: A handbook
forTeachers and Students, International Atomic Energy Agency, Vienn

3