Đảm bảo chất lượng ống chuẩn trực đa lá (MLC) trong máy gia tốc xạ trị truebeam tại Bệnh viện Ung Bướu Tp. Hồ Chí Minh

Chia sẻ: ViAnkanra2711 ViAnkanra2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

6
lượt xem 0
download

Đảm bảo chất lượng ống chuẩn trực đa lá (MLC) trong máy gia tốc xạ trị truebeam tại Bệnh viện Ung Bướu Tp. Hồ Chí Minh

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ống chuẩn trực đa lá (Multi-Leaf Collimator–MLC) là công cụ phổ biến được sử dụng để định hình trường chiếu trong các kỹ thuật xạ trị tiên tiến bằng máy gia tốc tuyến tính như kỹ thuật 3D-CRT, IMRT và IGRT. Đặc điểm cơ khí và liều lượng của MLC là một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác về liều tia cho bệnh nhân. Do đó, để đảm bảo chất lượng xạ trị cần phải xây dựng quy trình đảm bảo chất lượng về cơ khí và liều lượng bức xạ của MLC trong máy gia tốc xạ trị tại Bệnh viện Ung Bướu TP. Hồ Chí Minh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đảm bảo chất lượng ống chuẩn trực đa lá (MLC) trong máy gia tốc xạ trị truebeam tại Bệnh viện Ung Bướu Tp. Hồ Chí Minh

XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG ỐNG CHUẨN TRỰC ĐA LÁ (MLC) TRONG MÁY GIA TỐC XẠ TRỊ TRUEBEAM TẠI BỆNH VIỆN UNG BƯỚU TP. HỒ CHÍ MINH BÙI THỊ THÚY NGA1, ĐẶNG THỊ MINH TÂM2, NGUYỄN MINH TRUNG3, PHAN QUỐC UY4, NGUYỄN TRUNG HIẾU5 TÓM TẮT Mục tiêu: Ống chuẩn trực đa lá (Multi-Leaf Collimator–MLC) là công cụ phổ biến được sử dụng để định hình trường chiếu trong các kỹ thuật xạ trị tiên tiến bằng máy gia tốc tuyến tính như kỹ thuật 3D-CRT, IMRT và IGRT,… Đặc điểm cơ khí và liều lượng của MLC là một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chính xác về liều tia cho bệnh nhân. Do đó, để đảm bảo chất lượng xạ trị cần phải xây dựng quy trình đảm bảo chất lượng về cơ khí và liều lượng bức xạ của MLC trong máy gia tốc xạ trị tại Bệnh viện Ung Bướu TP. Hồ Chí Minh. ABSTRACT Purpose: Multi-Leaf Collimator (MLC) is a common device used to shape the fields in advanced radiation therapy techniques such as 3D- CRT, IMRT and IGRT,… by linac. Mechanical and dosimetric characters are the important components which effect the accuracy of delivery dose to patients. Thus, in order to ensure the quality of treatment plan, it’s necessary to establish a quality asurrance protocol of mechanical and radiation dosimetry of MLC in linear accelerator in Ho Chi Minh Oncology Hospital. Phương pháp: Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành thu thập một số tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng MLC từ văn bản pháp luật trong nước, tiêu chuẩn thế giới và tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Từ đó xây dựng quy trình đảm bảo chất lượng MLC tại bệnh viện, sau đó tiến hành thực nghiệm với các thiết bị gồm bộ detector ghi nhận bức xạ MapCheck2 (Sun Nuclear), hệ thống Portal Dosimetry của máy xạ trị gia tốc TrueBeam (Varian) và các phần mềm tích hợp có sẵn trong hệ thống điều trị của máy tại cơ sở. Kết quả: Quy trình đảm bảo chất lượng MLC cho Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM đã được xây dựng trên cơ sở tích hợp các tiêu chuẩn trong và ngoài nước, đồng thời xác định phương pháp thực hiện phù hợp với thiết bị QA hiện có tại bệnh viện. Bên cạnh đó, bước đầu thực hiện quy trình, đánh giá hệ thống MLC của máy TrueBeam. Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống MLC đảm bảo chất lượng theo các tiêu chuẩn của quy trình. Kết luận: Bằng thực nghiệm cho thấy quy trình kiểm tra MLC phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn của Hoa Kỳ, đánh giá được sự thay đổi về độ chính xác cơ khí và liều lượng, từ đó theo dõi chất lượng của MLC để có thể hiệu chỉnh khi có thay đổi đáng kể. ĐẶT VẤN ĐỀ đến độ chính xác về liều tia cho bệnh nhân. Ngày nay, khi kỹ thuật càng hiện đại, MLC càng định MLC là công cụ phổ biến được sử dụng để định hình trường chiếu xạ một cách tinh vi hơn, do đó, vai hình trường chiếu trong các kỹ thuật xạ trị tiên tiến trò của MLC càng lớn. Việc đảm bảo chất lượng và bằng máy gia tốc tuyến tính như kỹ thuật 3D-CRT, độ chính xác của MLC là rất cần thiết, giúp nâng cao IMRT và IGRT,… Đặc điểm cơ khí và liều lượng của chất lượng điều trị cho bệnh nhân. MLC là một trong các yếu tố quan trọng ảnh hưởng 1 KS. Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM 2 ThS.KS. Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM 3 Học viên tại K. KTPX của BVUB TP.HCM_Công ty TNHH Thương mại Đầu tư Vinh Khang 4 KS. Phó Trưởng Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM 5 KS. Trưởng Khoa Kỹ thuật Phóng xạ - Bệnh viện Ung Bướu TP.HCM 362 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Hiện nay có nhiều tiêu chuẩn về đảm bảo chất Các hạng mục kiểm tra lượng MLC và các hạng mục kiểm tra trong các tiêu Dựa vào một số tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng chuẩn không hoàn toàn đồng nhất. Bên cạnh đó, MLC từ văn bản pháp luật trong nước phương pháp thực hiện phải phù hợp với thiết bị, (QCVN13:2017/BKHCN - Quy chuẩn kỹ thuật dụng cụ QA được trang bị tại cơ sở. Do đó, cần xây Quốc gia đối với máy gia tốc tuyến tính dùng trong dựng quy trình riêng sao cho các tiêu chuẩn kiểm tra xạ trị), tiêu chuẩn thế giới (TG-142 - Báo cáo số 142 và phương pháp thực hiện phù hợp với từng đơn vị. của Hiệp hội Vật lý Y khoa Hoa Kỳ (AAPM)) và tiêu Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích xây chuẩn của nhà sản xuất, cùng với các thiết bị hiện dựng quy trình đảm bảo chất lượng về cơ khí và liều có tại bệnh viện bao gồm bộ detector ghi nhận lượng bức xạ của MLC trong máy gia tốc xạ trị bức xạ (MapCheck2), hệ thống Portal Dosimetry của TrueBeam tại Bệnh viện Ung Bướu TP.Hồ Chí Minh. máy xạ trị gia tốc TrueBeam và các phần mềm tích NỘI DUNG hợp trong hệ thống điều trị của máy, quy trình được xây dựng với các nội dung kiểm tra MLC tại bệnh Tổng quan về MLC viện như sau: MLC là bộ phận nằm bên trong đầu máy gia tốc Độ chính xác của vị trí lá MLC (Leaf position tuyến tính, được tạo thành từ vật liệu có số nguyên accuracy) tử cao (Ví dụ: Vonfram), có thể di chuyển độc lập từng “lá” nhờ motor để vào và ra khỏi đường đi của Kiểm tra vị trí lá MLC di chuyển và dừng tại chùm tia nhằm ngăn chặn bức xạ. những vị trí đúng theo kế hoạch ở những trạng thái: MLC dừng ở vị trí mong muốn trong khi phát tia (Static MLC). MLC chuyển động trong khi phát tia và thân máy đứng yên (Dynamic MLC). MLC chuyển động khi máy vừa phát tia vừa quay thân máy (Arc MLC). Độ chính xác về xác lập vị trí lá MLC tại điểm đồng tâm (Leaf position repeatability) Kiểm tra độ ổn định của vị trí khi chuyển động của MLC, qua đó theo dõi cảm biến vị trí và hệ thống cơ khí điều khiển sự dịch chuyển MLC. Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay thân máy (Gantry spoke shot) Xác định chính xác điểm đồng tâm (isocenter) trong quá trình sử dụng các góc chiếu xạ khác nhau lên bệnh nhân. Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay Collimator (MLC spoke shot) Xác định chính xác điểm đồng tâm (isocenter) trong quá trình sử dụng các góc ống chuẩn trực khác nhau lên bệnh nhân. Hình 1. Hình dạng MLC Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi Tùy vào hãng sản xuất mà thiết kế MLC có sự quay bàn (Couch spoke shot) khác nhau, nhưng nhìn chung tính năng và cơ năng Xác định chính xác điểm đồng tâm (isocenter) của MLC vẫn không thay đổi. Một bộ MLC thông trong quá trình bàn điều trị xoay khi phát tia (trường thường có từ 40 đến 120 “lá”, được sắp xếp theo hợp non-coplanar). cặp đối xứng. Bằng việc di chuyển và điều khiển Độ trùng khít của kích thước trường xạ và được từng lá MLC hẹp, khép kín, ta có thể tạo ra trường sáng tạo bởi MLC hình dạng trường chiếu xạ như mong muốn. Kiểm tra độ chính xác của trường xạ so với trường sáng tạo bởi MLC. TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 363
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Suất liều chiếu (Dose Rate) Sự rò rỉ giữa các cạnh liền kề (Interleaf Kiểm tra độ ổn định của suất liều chiếu dựa vào leakage). trường chiếu MLC trong quá trình hoạt động của Sự truyền qua thân lá (Intraleaf leakage). máy xạ trị gia tốc TrueBeam. Sự rò rỉ giữa các mỏm lá (Leaf-end leakage). Tốc độ di chuyển của lá MLC (Travel speed) Thực nghiệm và kết quả Kiểm tra độ ổn định của tốc độ di chuyển của MLC, thông thường tốc độ của lá là 1-2cm/s(3). Độ chính xác của vị trí lá MLC Độ rò xạ qua khe và thân lá (interleaf/intraleaf MLC đứng yên trong khi phát tia leakage), độ rò xạ qua mỏm lá Xây dựng một kế hoạch điều trị với 7 trường Đối với các hệ thống xạ trị sử dụng MLC, sự rò chiếu tương ứng với các vị trí hệ thống MLC dịch rỉ và truyền qua là những yếu tố quan trọng cần chuyển từ trái sang phải, khoảng cách giữa các lá được hiệu chuẩn trực tiếp khi có thể(6). Các loại rò rỉ MLC trái và phải là 2cm. chính trong hệ thống MLC(7): Hình 2. Kế hoạch kiểm tra Picket Fence trên Mapcheck2 Phát tia kế hoạch và ghi nhận bằng Mapcheck2, kết quả được phân tích bằng phần mềm SNC Patient. Theo khuyến cáo của hãng Sun Nuclear đối với tham số Average Error (4): Giá trị Average Error thông thường 2% (với 2,0cm khoảng cách giữa các lá MLC trái và phải); Sự thay đổi giá trị Average Error 20% tương ứng với 1mm hoặc 2% tương ứng với 0,1mm. Hình 3. Kết quả kiểm tra độ chính xác lá MLC trên phần mềm SNC Patient Với kết quả là 4,11% ứng với 0,206mm, vị trí dịch chuyển của các lá MLC đạt yêu cầu so với giới hạn cho phép là 1mm(1)(2). MLC chuyển động trong khi phát tia Trong phần này, kiểm tra sự chuyển động của MLC với 2 trạng thái bao gồm: MLC chuyển động trong khi phát tia và thân máy đứng yên (Dynamic MLC) và MLC chuyển động khi máy vừa phát tia vừa quay thân máy (Arc MLC). Sử dụng kế hoạch Picket Fence có sẵn trong máy TrueBeam và ghi nhận bằng EPID của máy. 364 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Hình 4. Picket Fence trên EPID Với kết quả sai số 0,3mm cho thấy sự dịch chuyển của MLC đảm bảo trong giới hạn cho phép là 1mm. Độ chính xác về xác lập vị trí lá MLC tại điểm đồng tâm Lập kế hoạch trường chiếu 10×10cm tạo bởi MLC và phát tia lại 10 lần. Sử dụng hệ đo Mapcheck2 để ghi nhận kết quả. Đánh giá kết quả dựa vào giá trị PassRate: Với Detectors là số lượng đầu dò ghi nhận được ; Evaluated Detectors là số lượng đầu dò được phân tích. Tiêu chí đánh giá Passrate với giá trị mặc định (Threshold: 10%; Dose: 3%, Time: 1s) là 95% - 100%(4). Hình 5. Kết quả phân tích Leaf position repeatability trên phần mềm SNC Patient Với kết quả = 100% cho thấy các MLC được xác lập tại điểm đồng tâm với độ chính xác trong giới hạn cho phép. TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 365
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi Qua hình ảnh thu nhận được trên phim, cho quay thân máy (Gantry spoke shot) thấy điểm đồng tâm tạo bởi các trường chiếu gantry nằm trong vòng tròn bán kính 1mm đạt yêu cầu so Lập kế hoạch với trường chiếu MLC kích thước với quy định của tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế(1)(2). 30x0,2cm với nhiều góc gantry khác nhau, phát tia và sử dụng phim để thu nhận kết quả. Hình 7. Hình ảnh thu nhận phép kiểm tra Gantry Spoke Shot qua film Hình 6. Bố trí thí nghiệm Gantry Spoke Shot Độ trùng khít của kích thước trường xạ và trường sáng tạo bởi MLC Tạo kế hoạch xạ với trường chiếu có hình MLC bất kì. Tiến hành phát tia và dùng Portal Dosimetry để ghi nhận bức xạ, Hình 8. Kết quả kiểm tra sự trùng khớp giữa trường sáng và trường xạ Kết quả cho thấy độ lệch giữa trường sáng và trường xạ là 0,5mm; đạt yêu cầu so với giới hạn cho phép là 2mm(1). Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay Collimator (MLC spoke shot) Lập kế hoạch với trường chiếu MLC kích thước 30×0,5cm ở nhiều góc quay collimator khác nhau. Hình 9. Kế hoạch kiểm tra MLC khi quay Collimator 366 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Phát tia và sử dụng Mapcheck2 để thu nhận trường xạ. Hình 10. Kết quả phân tích Collimator Rotation tr ên phần mềm SNC Patient Qua phần mềm phân tích SNC Patient, cho thấy điểm đồng tâm tạo bởi các trường chiếu MLC nằm trong vòng tròn bán kính 1mm, đạt yêu cầu so với quy định của tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế (1)(2). Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay Bàn (Couch spoke shot) Lập kế hoạch với trường chiếu MLC kích thước 30×0,5cm ở nhiều góc quay bàn khác nhau. Phát tia để Mapcheck2 thu nhận trường xạ. Đánh giá điểm đồng tâm tạo bởi các trường xạ so với điểm đồng tâm của Mapcheck2. Hình 11. Kết quả phân tích Couch Rotation bởi phần mềm SNC Patient Với kết quả ghi nhận bằng hệ đo Mapcheck2, các điểm giao nhau nằm trong vòng tròn bán kính 0,1mm phù hợp với giới hạn cho phép là 1mm (2). TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 367
XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Suất liều chiếu Sử dụng Portal Dosimetry để ghi nhận các thông số liều lượng khi sử dụng 2 kế hoạch có sẵn trong máy TrueBeam gồm trường chiếu mở và trường chiếu Picket Fence. Độ chính xác của các vùng quan tâm (Region of interest - ROI) được xác định theo công thức sau(5): Rcorr(x) = [ ]×100 Trong đó, Rcorr(x) là giá trị pixel tiêu chuẩn hóa tại cùng vùng ROI trong trường xạ Picket Fence; RDR-GS(x) là giá trị pixel trung bình tại vùng ROI trong trường xạ Picket Fence và R open(x) là giá trị pixel trung bình tại vùng ROI trong trường xạ mở. Tính độ lệch của mỗi ROI theo công thức: diff(x) = [Rcorr(x) / corr] ×100 – 100 Với corr là giá trị Rcorr(x) trung bình của 7 vùng ROI. Độ lệch của suất liều chiếu là giá trị được lấy trung bình trị tuyệt đối của tất cả các giá trị diff(x): Diffabs = |diff(x)| Hình 12. Lấy giá trị vùng quan tâm ROI để phân tích Qua kết quả tính toán, độ lệch của suất liều chiếu là 1,5%; đạt yêu cầu so với giới hạn cho phép là 3%. Tốc độ di chuyển của lá MLC (Travel speed) TÀI LIỆU THAM KHẢO Sử dụng EPID để ghi nhận kết quả tia 2 kế 1. QCVN13: 2017/BKHCN, Quy chuẩn kỹ thuật hoạch có sẵn trong máy TrueBeam, gồm trường Quốc gia đối với máy gia tốc tuyến tính dùng chiếu mở và Picket Fence kiểm tra tốc độ di chuyển trong xạ trị. của MLC. 2. Task Group No.142 report, Quality assurance of Tính toán tương tự phép kiểm tra suất liều, kết medical accelerators, 2009 quả kiểm tra tốc độ dịch chuyển lá MLC là 1,2% và 3. Task Group No. 50 report, Basic applications of nằm trong giới hạn cho phép. multileaf Collimators, July 2001 Độ rò xạ qua khe và thân lá (interleaf/ intraleaf 4. Sun Nuclear Corporation, Mapcheck@2 leakage), độ rò xạ qua mỏm lá Reference Guide, Raising the Bar in IMRT QA. Qua thực nghiệm, thu nhận được kết quả cho 5. Varian Medical System, Rapid Arc Test thấy độ rò rỉ bức xạ qua khe lá là 1,8% phù hợp với Procedures for TrueBeam, November 2014 tiêu chuẩn Việt Nam là 2,5%; qua thân lá là 1,2% 6. Jean M. Moran, Ping Xia; QA-QC of IMRT: phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam là 2%; độ rò rỉ bức American Perspective. xạ qua mỏm lá đối với bề dày lá MLC 2,5mm; 5mm; 10mm lần lượt là 12%, 11,4 % và 8,9%. 7. Ph.D Ping Xia, Department of Radiation Oncology University of California San Francisco, LINAC and MLC QA for IMRT. 368 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM