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
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.
Bạn đang xem tài liệu "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", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: 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 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 362 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 vĕn 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. 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 ĐẶT VẤN ĐỀ 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. Ngày nay, khi kỹ thuật càng hiện đại, MLC càng định hình trường chiếu xạ một cách tinh vi hơn, do đó, vai trò của MLC càng lớn. Việc đảm bảo chất lượng và độ chính xác của MLC là rất cần thiết, giúp nâng cao chất lượng điều trị cho bệnh nhân. XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 363 Hiện nay có nhiều tiêu chuẩn về đảm bảo chất lượng MLC và các hạng mục kiểm tra trong các tiêu chuẩn không hoàn toàn đồng nhất. Bên cạnh đó, phương pháp thực hiện phải phù hợp với thiết bị, dụng cụ QA được trang bị tại cơ sở. Do đó, cần xây dựng quy trình riêng sao cho các tiêu chuẩn kiểm tra và phương pháp thực hiện phù hợp với từng đơn vị. Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích xây dựng quy trình đảm bảo chất lượng về cơ khí và liều lượng bức xạ của MLC trong máy gia tốc xạ trị TrueBeam tại Bệnh viện Ung Bướu TP.Hồ Chí Minh. NỘI DUNG Tổng quan về MLC MLC là bộ phận nằm bên trong đầu máy gia tốc tuyến tính, được tạo thành từ vật liệu có số nguyên tử cao (Ví dụ: Vonfram), có thể di chuyển độc lập từng “lá” nhờ motor để vào và ra khỏi đường đi của chùm tia nhằm ngĕn chặn bức xạ. Hình 1. Hình dạng MLC Tùy vào hãng sản xuất mà thiết kế MLC có sự khác nhau, nhưng nhìn chung tính nĕng và cơ nĕng của MLC vẫn không thay đổi. Một bộ MLC thông thường có từ 40 đến 120 “lá”, được sắp xếp theo cặp đối xứng. Bằng việc di chuyển và điều khiển được từng lá MLC hẹp, khép kín, ta có thể tạo ra hình dạng trường chiếu xạ như mong muốn. Các hạng mục kiểm tra Dựa vào một số tiêu chuẩn đảm bảo chất lượng MLC từ vĕn bản pháp luật trong nước (QCVN13:2017/BKHCN - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với máy gia tốc tuyến tính dùng trong xạ trị), tiêu chuẩn thế giới (TG-142 - Báo cáo số 142 của Hiệp hội Vật lý Y khoa Hoa Kỳ (AAPM)) và tiêu chuẩn của nhà sản xuất, cùng với các thiết bị hiện có tại bệnh viện bao gồm bộ detector ghi nhận bức xạ (MapCheck2), hệ thống Portal Dosimetry của máy xạ trị gia tốc TrueBeam và các phần mềm tích hợp trong hệ thống điều trị của máy, quy trình được xây dựng với các nội dung kiểm tra MLC tại bệnh viện như sau: Độ chính xác của vị trí lá MLC (Leaf position accuracy) Kiểm tra vị trí lá MLC di chuyển và dừng tại 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. Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay bàn (Couch spoke shot) Xác định chính xác điểm đồng tâm (isocenter) trong quá trình bàn điều trị xoay khi phát tia (trường hợp non-coplanar). Độ trùng khít của kích thước trường xạ và trường sáng tạo bởi MLC Kiểm tra độ chính xác của trường xạ so với trường sáng tạo bởi MLC. XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 364 Suất liều chiếu (Dose Rate) Kiểm tra độ ổn định của suất liều chiếu dựa vào trường chiếu MLC trong quá trình hoạt động của máy xạ trị gia tốc TrueBeam. Tốc độ di chuyển của lá MLC (Travel speed) Kiểm tra độ ổn định của tốc độ di chuyển của MLC, thông thường tốc độ của lá là 1-2cm/s(3). Độ rò xạ qua khe và thân lá (interleaf/intraleaf leakage), độ rò xạ qua mỏm lá Đối với các hệ thống xạ trị sử dụng MLC, sự rò rỉ và truyền qua là những yếu tố quan trọng cần được hiệu chuẩn trực tiếp khi có thể(6). Các loại rò rỉ chính trong hệ thống MLC(7): Sự rò rỉ giữa các cạnh liền kề (Interleaf leakage). Sự truyền qua thân lá (Intraleaf leakage). Sự rò rỉ giữa các mỏm lá (Leaf-end leakage). Thực nghiệm và kết quả Độ chính xác của vị trí lá MLC MLC đứng yên trong khi phát tia Xây dựng một kế hoạch điều trị với 7 trường chiếu tương ứng với các vị trí hệ thống MLC dịch chuyển từ trái sang phải, khoảng cách giữa các lá MLC trái và phải là 2cm. 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. XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 365 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. XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 366 Độ trùng tâm của các trường xạ tạo bởi MLC khi quay thân máy (Gantry spoke shot) Lập kế hoạch với trường chiếu MLC kích thước 30x0,2cm với nhiều góc gantry khác nhau, phát tia và sử dụng phim để thu nhận kết quả. Hình 6. Bố trí thí nghiệm Gantry Spoke Shot Qua hình ảnh thu nhận được trên phim, cho thấy điểm đồng tâm tạo bởi các trường chiếu gantry nằm trong vòng tròn bán kính 1mm đạt yêu cầu so với quy định của tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế(1)(2). Hình 7. Hình ảnh thu nhận phép kiểm tra Gantry Spoke Shot qua film 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 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 367 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). XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 368 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 Ropen(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) Sử dụng EPID để ghi nhận kết quả tia 2 kế hoạch có sẵn trong máy TrueBeam, gồm trường chiếu mở và Picket Fence kiểm tra tốc độ di chuyển của MLC. Tính toán tương tự phép kiểm tra suất liều, kết quả kiểm tra tốc độ dịch chuyển lá MLC là 1,2% và nằm trong giới hạn cho phép. Độ rò xạ qua khe và thân lá (interleaf/ intraleaf leakage), độ rò xạ qua mỏm lá Qua thực nghiệm, thu nhận được kết quả cho thấy độ rò rỉ bức xạ qua khe lá là 1,8% phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam là 2,5%; qua thân lá là 1,2% phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam là 2%; độ rò rỉ bức xạ qua mỏm lá đối với bề dày lá MLC 2,5mm; 5mm; 10mm lần lượt là 12%, 11,4 % và 8,9%. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. QCVN13: 2017/BKHCN, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với máy gia tốc tuyến tính dùng trong xạ trị. 2. Task Group No.142 report, Quality assurance of medical accelerators, 2009 3. Task Group No. 50 report, Basic applications of multileaf Collimators, July 2001 4. Sun Nuclear Corporation, Mapcheck@2 Reference Guide, Raising the Bar in IMRT QA. 5. Varian Medical System, Rapid Arc Test Procedures for TrueBeam, November 2014 6. Jean M. Moran, Ping Xia; QA-QC of IMRT: American Perspective. 7. Ph.D Ping Xia, Department of Radiation Oncology University of California San Francisco, LINAC and MLC QA for IMRT.
File đính kèm:
dam_bao_chat_luong_ong_chuan_truc_da_la_mlc_trong_may_gia_to.pdf

