BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
PHẠM HỒNG LÂM
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC THUẬT TOÁN TÍNH LIỀU
AAA, AXB TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG ĐỒNG NHẤT ĐỐI VỚI
XẠ TRỊ PHOTON SỬ DỤNG MÁY GIA TỐC TRUEBEAM STX
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Hà Nội - 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
PHẠM HỒNG LÂM
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC THUẬT TOÁN TÍNH LIỀU
AAA, AXB TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG ĐỒNG NHẤT ĐỐI VỚI
XẠ TRỊ PHOTON SỬ DỤNG MÁY GIA TỐC TRUEBEAM STX
LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
Mã số chuyên ngành: 9.44.01.06
Xác nhận Thầy hướng dẫn 2 Thầy hướng dẫn 1
của cơ sở Đào tạo
TS Phạm Quang Trung PGS.TS Phan Tiến Dũng
Hà Nội - 2024
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi (Phạm Hồng Lâm, tác giả của luận án) xin cam đoan:
+ Luận án tiến sỹ này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được hoàn thành
dưới sự hướng dẫn khoa học của tập thể các thầy hướng dẫn và góp ý của các
đồng nghiệp.
+ Thông tin về tài liệu tham khảo trong luận án được trích dẫn rõ ràng, trung thực
và đầy đủ, bao gồm cả các công bố khoa học trong nước và quốc tế mà tôi là
đồng tác giả (kết quả liên quan đến các nghiên cứu này đều được các đồng tác
giả nhất trí cho tôi sử dụng như nguồn tham khảo trong luận án).
+ Các số liệu công bố trong luận án này là trung thực và được nghiên cứu độc
lập, chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào trước đó (ngoại
trừ các công trình mà tác giả luận án là tác giả hoặc đồng tác giả).
+ Luận án này được hoàn thành trong thời gian tôi là nghiên cứu sinh tại Học viện
Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2024
Tác giả luận án
Phạm Hồng Lâm
ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bản luận án này, trước hết em xin tỏ lòng biết ơn chân thành
và sâu sắc đến tập thể cán bộ hướng dẫn khoa học PGS.TS Phan Tiến Dũng, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và TS. Phạm Quang Trung, Bệnh viện
Trung ương Quân đội 108 đã định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt
nhất về mọi mặt để luận án được hoàn thành.
Xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo, phòng Đào tạo, các phòng chức năng
của Học viện Khoa học và Công nghệ đã hết sức tạo điều kiện cho tôi trong quá trình
học tập và thực hiện luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt
Nam đã tạo điều kiện, góp những ý kiến quí báu cho tôi trong quá trình học tập và
thực hiện luận án.
Xin trân trọng cảm ơn TS Bùi Quang Biểu, TS Đỗ Đức Chí và tập thể Khoa
Xạ trị-Xạ phẫu, Viện Ung thư, Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 đã hỗ trợ, tạo
điều kiện cho tôi được học tập, đo đạc thực nghiệm trên tinh thần giúp đỡ với tất cả
những gì có thể.
Xin trân trọng cảm ơn tập thể Bộ môn-Trung tâm Ung Bướu, Bệnh viện Quân
y 103 đã hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện cho tôi được học tập và làm việc.
Và mãi trân trọng, biết ơn thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp đã giúp đỡ, động
viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi học tập, làm việc và thực hiện luận án này.
Xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình luôn là chỗ dựa vững chắc để tôi yên
tâm trong quá trình học tập và hoàn thiện luận án.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2024
Tác giả luận án
Phạm Hồng Lâm
iii
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ ........................................................................ ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .......................................................... 4
1.1. Tổng quan về xạ trị .......................................................................................... 4
1.1.1. Khái niệm về xạ trị ................................................................................... 4
1.1.2. Máy gia tốc tuyến tính xạ trị..................................................................... 5
1.1.3. Cơ sở vật lý tính toán liều lượng .............................................................. 6
1.2. Một số đặc trưng chùm photon ứng dụng trong xạ trị ................................ 10
1.2.1. Liều sâu phần trăm (PDD) ...................................................................... 10
1.2.2. Liều sâu cách tâm (Profile): ................................................................... 12
1.3. Đo liều bằng buồng ion hoá trong xạ trị ...................................................... 14
1.3.1. Trạng thái cân bằng điện tích ................................................................. 14
1.3.2. Lý thuyết đo liều bằng buồng ion hóa .................................................... 15
1.3.3. Chuẩn buồng ion hoá trong đo, chuẩn liều xạ trị ................................... 17
1.4. Công cụ mô phỏng Monte Carlo ứng dụng trong xạ trị .............................. 19
1.4.1. Công cụ mô phỏng Geant4 ..................................................................... 19
1.4.2. Công cụ mô phỏng GATE ...................................................................... 20
1.4.3. Công cụ mô phỏng PRIMO .................................................................... 22
1.5. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị và các thuật toán tính liều .......................... 24
1.5.1. Phần mềm lập kế hoạch xạ trị ................................................................. 24
1.5.2. Phân loại các thuật toán tính liều xạ trị .................................................. 25
1.5.3. Các thuật toán tính liều cho chùm photon trong phần mềm Eclipse ...... 27
1.5.4. Hiệu chỉnh mật độ không đồng nhất trong tính liều ............................... 31
1.6. Các nghiên cứu đánh giá thuật toán tính liều ............................................. 32
CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 37
2.1. Thiết bị, công cụ sử dụng nghiên cứu .......................................................... 37
2.1.1. Máy gia tốc TrueBeam STx ................................................................... 37
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị đo ................................................................................ 38
2.1.3. Phantom nhiều lớp mật độ không đồng nhất .......................................... 41
2.1.4. Phantom lồng ngực E2E SBRT 036A .................................................... 42
2.1.5. Phương pháp chỉ số gamma trong so sánh các phân bố liều .................. 43
