ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM VĂN LỤC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG LIỀU CƠ QUAN TRONG CHỮA TRỊ UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT DÙNG NGUỒN 125I VÀ 301Pd LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ THÀNH PHỒ HỒ CHÍ MINH NĂM 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN PHẠM VĂN LỤC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG LIỀU CƠ QUAN TRONG CHỮA TRỊ UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT DÙNG NGUỒN 125I VÀ 103Pd Chun ngành: VẬT LÝ HẠT NHÂN Mã số: 60 – 44 – 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN HÙNG THÀNH PHỒ HỒ CHÍ MINH NĂM 2008 MỞ ĐẦU Trong thập niên gần đây, việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân triển khai rộng rãi nhiều lónh vực thu thành quan trọng Trong công nghiệp dùng kỹ thuật truyền qua để nghiên cứu, phát khuyết tật phận, chi tiết máy nằm sâu bên Ứng dụng kỹ thuật đánh dấu đồng vò phóng xạ thăm dò khai thác dầu khí, kỹ thuật phân tích kích hoạt hạt nhân cho phép xác đònh thành phần hàm lượng chất cách xác mẫu vật nghiên cứu, dùng kỹ thuật hạt nhân để tạo loại vật liệu Trong sinh học nông nghiệp kỹ thuật hạt nhân có ý nghóa lớn Kỹ thuật đồng vò phóng xạ dùng để nghiên cứu quy luật vận chuyển chất trồng Dùng tia xạ với liều thích hợp để tạo đột biến có lợi, tạo giống trồng mới, có suất chất lượng Dùng tia xạ chiếu xạ thực phẩm khử trùng dụng cụ y tế Đặc biệt, kỹ thuật hạt nhân ứng dụng sâu rộng lónh vực y tế thu thành tựu to lớn, có ý nghóa đặc biệt quan trọng chuẩn đoán điều trò bệnh Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân chẩn đoán phát bệnh hiểm nghèo (ung thư, parkison, ) từ sớm để có kế hoạch điều trò kòp thời Trong điều trò mà điều trò ung thư kỹ thuật hạt nhân đặc biệt chiếm ưu Trong nhiều trường hợp, phương pháp mang lại hy vọng cho bệnh nhân ung thư Một số ứng dụng điều trò ung thư như: dùng đồng vò 130 I điều trò ung thư tuyến giáp, dùng tia gamma từ máy gia tốc để xạ tự nhiên loại khối u xạ trị Dùng nguồn 192 Ir 137 Cs xạ trò áp sát, cách đặt nguồn tạm thời, ung thư tử cung số loại ung thư nội tạng khác Những năm gần nước phương tây (điển Mỹ, Canada, EU…) dùng nguồn 125 I 103 Pd đặt vónh viễn khối u, ứng dụng điều trò ung thư tuyến tiền liệt Phương pháp tiến hành cách đặt vónh viễn hạt nguồn vào tuyến tiền liệt bò ung thư để diệt khối u Đây phương pháp mới, tiến hành nhiều số nước phương tây thu kết tốt Theo báo cáo ICRP-2005 [13] đến năm 2005 có 50000 bệnh nhân xạ trò ung thư tuyến tiền liệt thành công phương pháp toàn giới, số chắn tăng lên nhiều năm vừa qua năm tới Chính vậy, việc nghiên cứu sâu, hiểu rõ đặc biệt việc nghiên cứu ảnh hưởng liều lên quan quan trọng Tại bệnh viện 108 xây dựng máy gia tốc dùng để chế tạo nhiều loại đồng vò phóng xạ dùng chẩn đoán điều trò Máy gia tốc tạo đồng vò phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn ngày có 125I 103 Pd phương pháp chắn nghiên cứu áp dụng Việt Nam tương lai gần Đây lý chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng liều quan chữa trò ung thư tuyến tiền liệt dùng nguồn 125 I 103 Pd” Việc tìm hiểu phương pháp nghiên cứu liều ảnh hưởng lên quan suốt trình xạ trò để đánh giá mức độ an toàn, hiệu phép điều trò Trên sở đánh giá nghiên cứu tiến hành triển khai ứng dụng phương pháp vào xạ trò ung thư tuyến tiền liệt Việt Nam tương lai CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Mục đích đề tài Một nguyên tắc quan trọng ứng dụng xạ phải đảm bảo an toàn Điều quan trọng việc ứng dụng xạ chẩn đoán điều trò bệnh Chính việc tính toán nghiên cứu liều ảnh hưởng lên quan thể quan trọng Trong suốt trình điều trò phải đảm bảo nguyên tắc diệt tế bào ung thư, đồng thời đảm bảo an toàn cho tế bào lành quan thể Nghóa là, trước tiến hành điều trò phải tiến hành tính liều tới hạn cho quan, vào lập kế hoạch điều trò với biên thích hợp Mục đích đề tài xác đònh liều hấp thụ quan suốt trình xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt, cách đặt vónh viễn hạt nguồn 125 I 103 Pd bên tuyến tiền liệt Để thực công việc khó khăn phức tạp đó, dùng kỹ thuật mô Monte Carlo N – Particle (MCNP) để tính lượng hấp thụ quan, sau tính liều hấp thụ thông qua thể tích mật độ vật chất quan biết Từ kết tính đánh giá mức độ an toàn nguy mà người bệnh gặp phải dựa tiêu chuẩn ICRP( International Commission on Radiological Protection)[12] 1.2 Ý nghóa đề tài Ý nghóa quan trọng đề tài xác đònh liều quan mà ta quan tâm thể Những quan bàng quang, phận sinh dục trực tràng có khả nhận liều cao từ phép điều trò Tuy nhiên qua thực tế cho thấy lợi ích phương pháp điều trò mang lại có ý nghóa lớn so với nguy tác dụng phụ sau Chính phức tạp cấu trúc thể nên đưa thiết bò vào bên quan, phận để đo liều nên để xác đònh liều quan quan tâm dùng chương trình MCNP để tính lượng xạ hấp thụ quan, từ tính liều mà quan nhận suốt trình điều trò Trên sở liều tính toán đánh giá mức độ an toàn phương pháp điều trò 1.3 Lợi ích nguy gặp phải xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt Trong nhiều thập niên gần việc ứng dụng xạ hạt nhân có ý nghóa quan trọng chẩn đoán điều trò y học hạt nhân Trong điều trò, xạ hạt nhân chủ yếu dùng để điều trò ung thư với nguyên tắc chung tia xạ phát chiếu vào tế bào ung thư, diệt tế bào ung thư làm cho khối u ngừng phát triển, giảm thể tích tiêu diệt hoàn toàn khối u Các phương pháp thường dùng sử dụng dược chất phóng xạ cho người bệnh uống (dùng 131I xạ trò ung thư tuyến giáp), xạ trò áp sát cách đặt nguồn vào kẽ sát khối u để xạ phát tác động trực tiếp tập trung vào khối u, hay dùng tia xạ phát từ máy gia tốc chiếu từ vào khối u Một hiệu tốt xạ ứng dụng xạ trò ung thư tuyến tiền liệt Xạ trò ung thư tuyến tiền liệt đạt thành công quan trọng nhiều năm qua Mặc dù có nhiều lựa chọn để xử lý ung thư tuyến tiền liệt phẫu thuật hay xạ trò ngoài, song xạ trò áp sát xem ngăn ngừa tốt phát triển khối u tuyến tiền liệt Phương pháp xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt đặt cố đònh nhiều hạt nguồn xạ (125I 103Pd) vào tuyến tiền liệt Các hạt nguồn xạ phát lượng xạ cách bắt electron phát photon, tia xạ phát chiếu trực tiếp vào mô bên tuyến tiền liệt, làm giảm thể tích khối u, diệt tế bào ung thư ngăn ngừa chúng phát triển trở lại Sở dó dùng nguồn 192 Ir hay 125 I 103 Pd phương pháp xạ trò mà không dùng 131 Cs lượng chúng phát thấp, chu kỳ bán rã tương đối ngắn [19] Chính ưu đảm bảo yêu cầu sau cấy nguồn vào lượng xạ hấp thụ toàn tuyến tiền liệt, không gây tổn hại cho quan lân cận sau thời gian điều trò đònh nguồn phân rã hết không ảnh hưởng người bệnh Lợi ích lâu dài phương pháp giảm đến mức thấp tái phát trở lại khối u, kéo dài tuổi thọ bệnh nhân mà đảm bảo cho họ hoạt động bình thường suốt trình xạ trò Hơn nữa, bệnh nhân trải qua nhiều lần điều trò phương pháp xạ trò áp sát cách đặt nguồn tạm thời Mặc dù phương pháp xạ trò mang lại lợi ích to lớn phương pháp khác có tác hại tiềm ẩn cần xem xét kỹ lưỡng Những vấn đề gồm tác dụng phụ vấn đề an toàn xạ Mục đích đề tài nghiên cứu ảnh hưởng liều quan phép xạ trò tính từ đặt hạt nguồn xạ nằm vónh viễn vào tuyến tiền liệt Liều chiếu vào tuyến tiền liệt lớn, suốt trình điều trò liều mà tuyến tiền liệt nhận đạt cỡ 145Gy.[28] Nghiên cứu quan trọng liều chiếu vào tuyến tiền liệt cao nên quan gần bàng quan, quan sinh dục, trực tràng có nguy nhận liều cao Những quan vùng khung xương chậu như: thận, dày, phổi số quan phần thân nhận liền ý nghóa đònh suốt trình điều trò Một bất lợi trình xạ trò áp sát tuyến tiền liệt tế bào tuyến tiền liệt khỏe mạnh bò tiêu diệt với tế bào ung thư Tương tự tế bào tuyến tiền liệt tế bào bàng quang, trực tràng tế bào sinh dục có khả bò tổn thương Một nguy cao người đàn ông điều trò phương pháp chiếu xạ làm tổn thương tinh hoàn, làm hư hại mào tinh khả sản sinh tinh dòch dần đến vô sinh Ngoài gây chứng tiểu không kiểm soát rối loạn cường dương Đặc biệt quan nhận liều cao từ trình xạ trò có nguy mắc ưng thư thứ cấp nguy hiểm cao Mặc dù vậy, so với việc kéo dài sống người bệnh tác dụng phụ không đáng quan tâm, mặt khác người đàn ông mắc ung thư tuyến tiền liệt phần lớn cao tuổi nên không hoạt động sinh sản nên việc tổn thương quan sinh dục không quan trọng CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Độ phóng xạ Độ phóng xạ nguồn phóng xạ số lượng hạt nhân phân rã phóng xạ đơn vò thời gian Gọi Ao hoạt độ ban đầu, At hoạt độ thời điểm t ta có: At = - Tong λ= dN t = A o e-λt dt (2.1) ln2 số phân rã, cho biết xác suất để hạt nhân T1/2 phóng xạ bò phân rã đơn vò thời gian T1/2 hạt nhân khoảng thời gian cố đònh để số hạt nhân giảm xuống nửa gọi chu kỳ bán rã Còn τ = λ gọi thời gian sống trung bình hạt nhân Trong hệ đơn vò SI, đơn vò hoạt độ Becquerel (Bq): Bq = phân rã / giây Người ta dùng đơn vò khác Curi ( Ci ) với: Ci = 3,7.1010 Bq 2.2 Cơ sở phép đo liều Thực nghiệm cho thấy tác dụng sinh học tia phóng xạ phụ thuộc chủ yếu vào lượng mà chùm tia phóng xạ bỏ lại vật chất Lượng lượng hấp thụ tùy thuộc loại tia phóng xạ, lượng nó, thời gian chiếu tính chất vật chiếu Để xác đònh cách đònh lượng tác dụng sinh học tia phóng xạ ta dùng đại lượng đo liều 2.2.1 Liều chiếu suất liều chiếu Liều chiếu suất liều chiếu đại lượng đặc trưng cho độ mạnh phóng xạ chùm photon Đại lượng thể qua khả ion hóa không khí chùm photon điểm không gian Liều chiếu X đònh nghóa tỉ số: X= ΔQ Δm (2.2) Trong ΔQ tổng điện tích ion dấu tạo (trực tiếp hay gián tiếp) thể tích không khí có khối lượng Δm tia X hay tia γ tất electron giải phóng hoàn toàn bò hấp thụ khối lượng không khí Liều chiếu dùng với môi trường không khí xạ photon có lượng MeV Đơn vò chuẩn liều chiếu hệ SI Culông/ kilôgam (Cu/kg) Ngoài thường dùng đơn vò Rơnghen (R) : 1R = 2,58.10-4C/kg không khí 1C/kg = 3876R Suất liều chiếu: X liều chiếu đơn vò thời gian:  ΔX X= Δt (2.3) Đơn vò suất liều chiếu hệ SI C/kg/s hay A/kg Ngoài thường dùng R/s 2.2.2 Liều hấp thụ – suất liều hấp thụ 2.2.2.1 Liều hấp thụ Liều hấp thụ lượng bò hấp thụ đơn vò khối lượng đối tượng bò chiếu xạ 109 392 393 c c 410 py -3.1500 pz 75.0000 URINARY BLADDER sq 126.0679 229.5945 248.8590 0 -2683.8589 -4.0550 8.6050 411 sq 93.5215 177.0773 193.1376 0 -1788.4246 -4.0550 8.6050 c extent -4.9580 4.9580 -7.9580 -1.0420 4.5420 11.4580 c c PROSTATE 500 s -6.0025 2.805 2.5 c Void 600 so 301 c c STATISTICS c Weight = 73.14 kg ( = 161.24 pounds) c Height = 179.00 cm ( = 70.47 inches) c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ c c TRANSFORMATIONS c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ c c ADREANALS tr1 3.500 5.000 38.0000 0.615662 0.788010 -0.788010 0.615662 0 tr2 -3.500 5.000 38.0000 0.615662 -0.788010 0.788010 0.615662 0 c c GALL BLADDER tr3 -4.500 -3.200 30.000 -0.057400 0.978 -0.200800 0.961500 0.000000 -0.274800 0.268700 0.209000 0.940300 c c HEART tr4 1.000 -1.800 50.000 0.675100 -0.472700 -0.566400 -0.464000 0.324900 -0.824100 0.573600 0.819100 0.000 110 c c tr6 ESOPHAGUS 0.000 2.575 42.300 0.736084 -0.604969 -0.303634 0.634945 0.772557 0.000000 0.234575 -0.192791 0.953 c c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ c MATERIALS c Compositions from ORNL Report TM-8381 c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ c Adult Tissues (Density = 1.04 g/cc) m1 1000 -0.10454 6000 -0.22663 7000 -0.02490 8000 -0.63525 11000 -0.00112 12000 -0.00013 14000 -0.00030 15000 -0.00134 16000 -0.00204 17000 -0.00133 19000 -0.00208 20000 -0.00024 26000 -0.00005 30000 -0.00003 37000 -0.00001 40000 -0.00001 c c Skeleton (Density = 1.4 g/cc) m2 1000 -0.07337 6000 -0.25475 7000 -0.03057 8000 -0.47893 9000 -0.00025 11000 -0.00326 12000 -0.00112 14000 -0.00002 15000 -0.05095 16000 -0.00173 17000 -0.00143 19000 -0.00153 20000 -0.10190 26000 -0.00008 30000 -0.00005 111 37000 -0.00002 38000 -0.00003 82000 -0.00001 c c Lung (Density = 0.296 g/cc) m3 1000 -0.10134 6000 -0.10238 7000 -0.02866 8000 -0.75752 11000 -0.00184 12000 -0.00007 14000 -0.00006 15000 -0.00080 16000 -0.00225 17000 -0.00266 19000 -0.00194 20000 -0.00009 26000 -0.00037 30000 -0.00001 37000 -0.00001 c c Air (Density = 0.001020 /cc) m4 6000 -0.00012 7000 -0.75527 8000 -0.23178 18000 -0.01283 c c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ c User Supplied Cards c ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ mode p e nps 50000000 sdef erg=.03549 par= pos= -6.0025 4.305 erg=.03549 par= pos= -5.5025 4.305 erg=.03549 par= pos= -5.0025 4.305 erg=.03549 par= pos= -4.5025 4.305 erg=.03549 par= pos= -1 -6.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -1 -5.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -1 -4.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -6.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -5.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -4.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -3.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -2.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -6.0025 3.805 112 erg=.03549 par= pos= -4.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -3.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -2.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -2.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -6.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -5.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -5.0025 3.805 erg=.03549 par= pos= -4.5025 3.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -6.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1.5 -5.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1.5 -5.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1.5 -4.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1.5 -4.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1 -3.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1 -2.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -1 -2.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -3.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -3.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -2.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= -2.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -6.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -5.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -5.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -4.5025 3.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -4.0025 3.305 erg=.03549 par= pos= -2 -5.0025 2.805 erg=.03549 par= pos= -2 -4.5025 2.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -6.0025 2.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -5.5025 2.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -3.5025 2.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -3.0025 2.805 erg=.03549 par= pos= -6.0025 2.805 erg=.03549 par= pos= -5.0025 2.805 erg=.03549 par= pos= -2 -5.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2 -4.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2 -3.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2 -3.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -1 -6.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -1 -2.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -1 -2.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -3.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -5.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -4.5025 2.305 113 erg=.03549 par= pos= -4.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -3.5025 2.305 erg=.03549 par= pos= -3.0025 2.305 erg=.03549 par= pos= -2.5 -4.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -2.5 -3.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -5.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -5.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -4.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -3.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -1.5 -2.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -6.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -5.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -4.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -2.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -.5 -2.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -6.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -5.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -5.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -4.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -3.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= -2.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -2.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= 1.5 -6.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= 1.5 -5.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= 1.5 -4.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= 1.5 -3.0025 1.805 erg=.03549 par= pos= 1.5 -2.5025 1.805 erg=.03549 par= pos= -2.5 -4.5025 1.305 erg=.03549 par= pos= -2.5 -4.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -2 -5.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -2 -3.5025 1.305 erg=.03549 par= pos= -2 -3.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -2 -2.5025 1.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -5.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= 1.5 -4.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -5.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -4.5025 1.305 erg=.03549 par= pos= -4.0025 1.305 erg=.03549 par= pos= -3.5025 1.305 erg=.03549 par= pos= -3.0025 1.305 *f18:p,e 50 *f28:p,e 90 *f108:p,e 240 *f128:p,e 250 *f148:p,e 280 114 *f168:p,e 310 *f178:p,e 320 *f188:p,e 330 *f198:p,e 370 *f208:p,e 410 *f228:p,e 40 *f238:p,e 41 *f248:p,e 34 *f258:p,e 35 *f268:p,e 30 *f278:p,e 609 *f288:p,e 210 *f308:p,e 220 *f318:p,e 230 *f368:p,e 130 *f318:p,e 100 *f328:p,e 101 *f338:p,e 102 prdmp 2j -1 2j print -130 -140 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ…………………………………………………………………………………………………………… i DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………………………………………………….…ii DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC…………………………………………………………………………………………….….ii CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT……………………………………………………………………………………………….…iii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục đích đề tài .3 1.2 Ý nghóa đề tài .3 1.3 Lợi ích nguy gặp phải xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Độ phóng xạ Error! Bookmark not defined 2.2 Cơ sở phép đo liều 2.2.1 Liều chiếu suất liều chiếu .8 2.2.2 Liều hấp thụ – suất liều hấp thụ 2.2.2.1 Liều hấp thụ 2.2.2.2 Suất liều hấp thụ 2.2.3 Kerma 2.2.4 Liều tương đương suất liều tương đương .10 2.2.4.1 Liều tương đương .10 2.2.4.2 Suất liều tương đương 11 2.2.5 Liều hiệu dụng 11 2.3 Phương pháp tính liều chiếu MIRD (Medical Internal Radiation Dose ) 12 2.3.1 Tính suất liều hấp thụ theo phương pháp MIRD 13 2.3.2 Liều hấp thụ phương pháp MIRD .16 2.4 Tương tác photon với vật chất 17 2.4.1 Tán xạ Rayleigh 18 2.4.2 Hiệu ứng Quang điện 18 2.4.3 Tán xạ compton 20 2.4.4 Hiệu ứng tạo cặp 21 2.4.5 Hiệu ứng quang hạt nhân 23 2.5 Sự suy giảm truyền qua chùm photon vật chất 23 2.6 Các hiệu ứng sinh học xạ 24 2.6.1 Cấu tạo tế bào 25 2.6.2 Tương tác xạ với tế bào .28 2.6.2.1 Giai đoạn vật lý 28 2.6.2.2 Giai đoạn hóa lý 29 2.6.2.3 Giai đoạn hóa học .30 2.6.2.4 Giai đoạn sinh học 30 2.6.3 Các hiệu ứng xạ thể người 31 2.6.3.1 Các hiệu ứng soma xạ 31 2.6.3.1.1 Các hiệu ứng sớm 31 2.6.3.1.2 Các hiệu ứng muộn .31 2.6.3.2 Hiệu ứng di truyền xạ 32 2.6.3.3 Hiệu ứng ngẫu nhiên hiệu ứng tất nhiên 32 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH XẠ TRỊ ÁP SÁT UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT BẰNG CÁCH ĐẶT NGUỒN VĨNH VIỄN 34 3.1 Tuyến tiền liệt ung thư tuyến tiền liệt 34 3.1.1 Tuyến tiền liệt 34 3.1.2 Ung thư tuyến tiền liệt .35 3.1.2.1 Thực trạng ung thư tuyến tiền liệt 35 3.1.2.2 Phương pháp phát ung thư tuyến tiền liệt 36 3.1.2.3 Nguyên nhân trình phát triển ung thư tuyến tiền liệt 36 3.1.3 Các phương pháp điều trò 37 3.2 Xạ trò áp sát .37 3.3 Xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt 38 2.3.1 Nguồn dùng xạ trò ung thư tuyến tiền liệt 38 3.3.2 Phác đồ xạ trò áp sát tuyến tiền liệt 39 3.4 Những đồ thò siêu âm sơ đồ vò trí hạt nguồn tuyến tiền liệt .44 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN .50 4.1 Mô máy tính 50 4.2 Phương pháp Mante – Carlo .50 4.3 Giới thiệu sơ lược MCNP .52 4.4 Mô tả hình học MCNP 54 4.4.1 Mô tả ô (cell) 54 4.4.2 Mô tả mặt (surface) .54 4.4.3 Các input 55 4.4.3.1 Các đơn vò dùng MCNP .55 4.4.3.2 Cấu tạo file input .55 4.5 Giới thiệu Phantom MIRD- 58 4.6 Thuật toán 62 CHƯƠNG 5: KẾT QỦA VÀ ĐÁNH GIÁ .68 5.1 Kết MCNP 68 5.2 Liều hấp thụ quan theo thời gian sống 71 5.3 Liều tương đương phantom .74 5.4 Đánh giá kết .76 5.4.1 Đánh giá chung 76 5.4.3 Đánh giá nguy mắc bệnh ung thư thứ cấp nguy hiểm 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 KẾT LUẬN 80 KIẾN NGHỊ CÔNG VIỆC TƯƠNG LAI 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 87 i DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Tán xạ compton…………………………………………………………………………………………………… 20 Hình 2.2: Mô hình cấu tạo tế bào đơn giản 25 Hình 2.3: Tương tác photon với ADN 29 Hình 2.4: Các đường cong liều – hiệu ứng 32 Hình 2.5: Phân loại hiệu ứng xạ [1] 33 Hình 3.1: Vị trí tuyến tiền liệt quan vùng chậu 34 Hình 3.2: Ảnh X-Quang hạt nguồn sau cấy vào tuyến tiền liệt[13] 40 Hình 3.3: Sự xếp đặt vò trí hạt nguồn I125 theo mặt cắt ngang tuyến tiền liệt 43 Hình3.4: Sự xếp đặt vò trí hạt nguồn Pd103 theo mặt cắt ngang tuyến tiền liệt 43 Hình 3.5: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 125I nhìn từ phía sau 46 Hình 3.6: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 125I nhìn từ bên .46 Hình 3.7: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 125I nhìn theo mặt cắt ngang 47 Hình 3.8: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 125I nhìn từ phía trực tràng .47 Hình 3.9: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 103Pd nhìn từ phía sau 48 Hình 3.10: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 103Pd nhìn từ bên .48 Hình 3.11: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 103Pd nhìn theo mặt cắt ngang 49 Hình 3.12: Tuyến tiền liệt đặt nguồn 103Pd nhìn từ phía trực tràng 49 Hình 4.1 Sơ đồ khối chương trình Monte – Carlo tổng quát .52 Hình 4.2 Mặt cắt dọc phantom theo mặt oyz vò trí x=2 65 Hình 4.3 Mặt cắt phantom dọc theo mặt oxz vò trí y=2 66 Hình 4.4 Mặt cắt vùng chậu dọc theo mặt oyz vò trí x=2 67 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Hệ số chất lượng số loại hạt(ICPR–1990) [13],[1] 11 Bảng 2.2: Các trọng số mô đặc trưng cho quan thể (ICRP-1990) 12 Bảng 2.3: Tóm tắt trình tương tác xạ với tế bào[6] 27 Bảng 4.1 Thành phần nguyên tố theo tỷ lế phần trăm khối lượng mô người trưởng thành trẻ sơ sinh, mật độ khối 60 Bảng 4.2 Thành phần tỷ lệ chất xương 61 Bảng 5.1 Năng lượng hấp thụ trung bình quan sau biến đổi hạt nhân .69 Bảng 5.2 : Liều quan phantom .70 Bảng 5.3 : Liều phantom theo thời gian sống 73 Bảng 5.4 Liều tương đương quan phantom 75 Bảng 5.5 : Đánh giá nguy mắc ung thư nguy hiểm .79 DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Bảng tọa độ vò trí nguồn 125I 87 PHỤ LỤC 2: Tọa độ hạt nguồn 103 Pd 90 PHỤ LỤC 3: File input 125I 94 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ™ Các ký hiệu A0, At: độ phóng xạ ban đầu độ phóng xạ thời điểm t AS: hoạt độ tổng quan nguồn Cq: số nguyên tố có Z nhỏ, hiệu ứng quang điện CR: số nguyên tố có Z nhỏ, tán xạ Rayleigh Cc : số nguyên tố có Z nhỏ, tán xạ compton D, D : Liều hấp thụ, suất liều hấp thụ E: lượng Ei : lượng hấp thụ hạt thứ i Eγ: lượng photon EPC : động electron quang điện EB : lượng liên kết e nguyên tử ECX : lượng tia X đặc trưng EAu: lượng electron Auger EC : Động trung bình hạt hiệu ứng tạo cặp H T , H T : liều tương đương, suất liều tương đương H: liều hiệu dụng I0, I(x): cường đôï chùm photon trước sau vào môi trường vật chất K: Kerma (Kinetic Energy Released in the Material MT: khối lượng quan bia m0: khối lượng nghỉ electron m: khối lượng No: Số hạt nhân phóng xạ ban đầu Nt: Số hạt nhân phóng xạ tai thời điểm t iv ΔQ: Tổng điện tích ion dấu tạo rT: vò trí vùng bia rS: vò trí vùng nguồn re: bán kính electron cổ điển S ( rT ← rS ) : hàm truyền lượng từ nguồn tới bia t: thời gian T1/2: chu kỳ bán rã V: thể tích WR: hệ số chất lượng WT : trọng số mô (tisusue weighting factor) X, X : Liều chiếu, suất liều chiếu Z: điện tích nguyên tử Zm : độ dài mô thành Zn : độ dài nước λ : Hằng số phân rã phóng xạ ϕ : góc lệch electron compton θ : góc lệch photon tán xạ compton φi hàm hấp thụ lượng mô loại hạt thứ i μ : hệ số suy giảm tuyến tính môi chất μR: hệ số suy giảm tán xạ Rayleigh μq: hệ số suy giảm quang điện μC: hệ số suy giảm compton μK: hệ số suy giảm tạo cặp μN: hệ số suy giảm quang hạt nhân ρ : Mật độ khối v σ R :tiết diện hiệu dụng tán xạ Rayleigh σ q : tiết diện hiệu dụng hiệu ứng quang điện σ ce : tiết diện tán xạ compton lên electron quỹ đạo σ c : tiết diện tán xạ compton σ k : Xác suất tạo cặp σ k”: Xác suất tạo cặp trường electron σ k’: Xác suất tạo cặp trường hạt nhân σ N : Tiết diện hiệu ứng quang hạt nhân Δ : hệ số hấp thụ lượng mô Φ : Hàm số hấp thụ riêng ™ Các chữ viết tắt ICRP - International Commission on Radiological Protection MCNP - Monte Carlo N – Particle MIRD – Medical Internal Radiation Dose IAEA - International Atomic Energy Agency ( quan lượng nguyên tử quốc tế) ENDF: Evaluated Nuclear Data File ENDL: Evaluated Nuclear Data Library CTRC: Carcer Therapy and Research Centre ( Trung tâm nghiên cứu xạ trò ung thư) ABS – American Brachytherapy Society ( hội xạ trò áp sát Mỹ) PSA - prostate-specific-antigen (một loại kháng nguyên đặc hiệu tuyến tiền liệt tiết ra) [...]... TRÌNH XẠ TRỊ ÁP SÁT UNG THƯ TUYẾN TIỀN LIỆT BẰNG CÁCH ĐẶT NGUỒN VĨNH VIỄN 3.1 Tuyến tiền liệt và ung thư tuyến tiền liệt 3.1.1 Tuyến tiền liệt Tuyến tiền liệt (prostate) là một tuyến có dạng một bắp thòt, kích thư c cỡ quả trứng gà vừa phải, nằm phía dưới bọng đái, phía trên cơ quan sinh dục nam và bao quanh niệu đạo (Hình 3.1) Tuyến tiền liệt chỉ nặng khoảng 20 gram và được cấu tạo bằng một tuyến, cơ, ... bởi cơ quan bia trong toàn bộ năng lượng do cơ quan nguồn phát ra Cơ quan nguồn S và cơ quan bia T có thể cùng là một cơ quan hay là hai cơ quan khác nhau 2.3.1 Tính suất liều hấp thụ theo phương pháp MIRD Suất liều hấp thụ là lượng năng lượng hấp thụ trên một đơn vò thời gian trong một đơn vò khối lượng của vật liệu Nó được xác đònh trực tiếp cùng với hoạt độ và khối lượng của vật liệu hấp thụ và lượng... thành hai loại, loại soma và loại di truyền Các hiệu ứng soma thư ng bắt nguồn từ những thư ng tổn trong các tế bào bình thư ng của cơ thể và chỉ ảnh hưởng đến người chiếu xạ Các hiệu ứng di truyền thì lại do những thư ng tổn trong các tế bào của cơ quan sinh dục Sự khác biệt quan trọng trong trường hợp này là những thư ng tổn đó có thể truyền sang cho con của người bò chiếu xạ và cả các thế hệ sau nữa... Khi bức xạ vào cơ thể sẽ bò hấp thụ bởi các mô nên cần đưa ra một hệ số mới: hệ số suất liều cho số đếm năng lượng phát ra từ một nguồn trong cơ thể (thư ng gọi là vùng nguồn hay cơ quan nguồn) Hệ số này chính là hệ số của năng lượng phát ra từ một cơ quan nguồn được hấp thụ trong một cơ quan bia gọi là hệ số hấp thụ, được diễn tả bởi phương trình sau: Hệ số hấp thụ = ( năng lượng hấp thụ trong bia... 2.2.4 Liều tương đương và suất liều tương đương 2.2.4.1 Liều tương đương Về phương diện sinh học, người ta thấy rằng các loại bức xạ khác nhau, dù được hấp thụ cùng một liều như nhau trong mô, cũng có các tác dụng khác nhau Trong an toàn phóng xạ, ngoài liều hấp thụ, người ta còn dùng đại lượng liều tương đương Nó được đo bằng tính số giữa liều hấp thụ trung bình trong một mô hay một cơ quan và hệ... tác và mất năng lượng trong vật chất bằng cách: tán xạ, hấp thụ hoàn toàn ngẫu nhiên Mỗi photon có thể bò hấp thụ hoàn toàn hoặc có thể thoát ra ngoài cơ thể Tổng năng lượng hấp thụ trong cơ quan bia được xác đònh và hệ số hấp thụ cũng được tính Nếu hoạt độ không được phân bố đều trong nguồn hoặc nguồn và bia là hocmon đủ rộng thì hàm hấp thụ phụ thuộc vào cấu trúc của nguồn và bia Khi đó tổng suất liều. .. số trong khoảng thời gian quan tâm, thì liều hấp thụ trong suốt thời gian quan tâm được tính như sau:  D=D.t (2.21) Khi cho thời gian t ta tính được liều tương ứng Ví dụ nếu suất liều là rad/h thời gian là giờ thì liều hấp thụ là rad 17 Nếu hoạt độ của nguồn là hằng số trong suốt thời gian quan tâm thì liều hấp thụ được xác đònh như sau:  ( t ) dt= A(t) S.dt D = ∫D ∫ m (2.22) Suất liều phụ thuộc vào... các cơ quan trong cơ thể (ICRP-1990) Cơ quan hoặc mô WT Cơ quan sinh dục (gonad) 0.20 Tủy xương (bane marrow) 0.12 Ruột (colon) 0.12 Phổi (lung) 0.12 Dạ dày (stomach) 0.12 Bàng quan (bladder) 0.05 Vú (breast) 0.05 Gan (liver) 0.05 Thực quản (oesophagas) 0.05 Tuyến giáp (thysoid) 0.05 Da (skin) 0.01 Xương mặt (bone surface) 0.01 Các cơ quan khác 0.05 Tổng trọng số mô = 1 ΣWT = 1 2.3 Phương pháp tính liều. .. 20 Proton Đơn vò của liều tương đương trong hệ SI là sivert (Sv) 1 (Sv) = 1 Gy WR Ngoài ra còn dùng đơn vò rem: 1 Sv = 100 rems 1 rem = 1 rad WR 2.2.4.2 Suất liều tương đương Suất liều tương đương là liều tương đương được hấp thụ trong một đơn vò thời gian Đơn vò của suất liều tương đương là sivert/ giây (Sv/s) và (rem/s) 2.2.5 Liều hiệu dụng Liều tương đương được dùng khi cơ quan hay một mô riêng... Phương pháp tính liều chiếu trong MIRD (Medical Internal Radiation Dose ) Trong trường hợp tổng quát, cơ quan hay mô được tính liều hấp thụ được gọi là cơ quan hay mô “bia”, ký hiệu là T, còn cơ quan hay mô nguồn , ký hiệu là S, chứa đồng vò phóng xạ phân bố đều Phương pháp tính liều hấp thụ 13 theo mô hình này gọi là phương pháp MIRD, do Ủy ban đo liều bức xạ y tế chiếu trong (Medical Internal Radiation ... gần Đây lý chọn đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng liều quan chữa trò ung thư tuyến tiền liệt dùng nguồn 125 I 103 Pd” Việc tìm hiểu phương pháp nghiên cứu liều ảnh hưởng lên quan suốt trình xạ trò... đề tài nghiên cứu ảnh hưởng liều quan phép xạ trò tính từ đặt hạt nguồn xạ nằm vónh viễn vào tuyến tiền liệt Liều chiếu vào tuyến tiền liệt lớn, suốt trình điều trò liều mà tuyến tiền liệt nhận... bề mặt da [1] 3.3 Xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt 3.3.1 Nguồn dùng xạ trò ung thư tuyến tiền liệt Nguồn dùng xạ trò áp sát ung thư tuyến tiền liệt cách đặt nguồn vónh viễn đồng vò phóng xạ