ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MƠN VẬT LÝ HẠT NHÂN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MONTE CARLO TRONG XẠ TRỊ UNG THƯ PHỔI BẰNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH SVTH: TRẦN VĂN NGHĨA GVHD: ThS NGUYỄN THỊ CẨM THU ThS LÊ THANH XUÂN GVPB: ThS NGUYỄN TẤN CHÂU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ Chương 2: MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chương 3: LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ UNG THƯ PHỔI DỰA TRÊN PHẦN MỀM PROWESS PANTHER Chương 4: MÔ PHỎNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ 1.1 Tổng quan ung thư xạ trị Ung thư: nhóm bệnh liên quan đến thay đổi sinh sản, tăng trưởng chức tế bào Các phương pháp điều trị Xạ trị Hóa trị Phẫu thuật Ức chế nội tiết tố Điều trị kết hợp 1.2 Các phương pháp xạ trị Xạ trị (xạ trị áp sát) • Là sử dụng nguồn đồng vị phóng xạ đặt thể tích khối u để đưa liều cục nhằm hạn chế ảnh hưởng tới mơ lành • Ưu điểm: liều tập trung vào tâm khối u, vùng thiếu oxy, nhạy tia • Nhược điểm: dùng với khối u nhỏ Xạ trị ngồi • Là sử dụng nguồn lượng loại xạ ion hóa để tiêu diệt tế bào ung thư photon(tia X, tia gamma) xạ hạt(electron, proton, neutron) • Ưu điểm: cho phép diều trị vùng lớn thể điều trị nhiều vùng lúc • Nhược điểm: ảnh hưởng tới quan lành mà qua Chương 2: MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 2.1 Máy gia tốc Các phận máy gia tốc dùng xạ trị: Bộ cung cấp lượng điều biến Nguồn cung cấp sóng siêu cao tần Súng diện tử Hệ thống tăng tốc chùm electron Hệ thống hội tụ, từ trường lái tia Đầu máy điều trị Chùm tia 2.2 Các đặc trưng MCNP5 Số liệu hạt nhân Các đặc trưng nguồn Đánh giá sai số Giảm sai số Kết toán Chương 3: LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ UNG THƯ PHỔI DỰA TRÊN PHẦN MỀM PROWESS PANTHER 3.1 Quy trình xạ trị Hội chẩn Quyết định điều trị Chụp CT mô cố định bệnh nhân Xác định thể tích khối u Lập kế hoạch điều trị Đúc chì Điều trị Kiểm tra tình hình bệnh nhân Theo dõi bệnh nhân sau điều trị 3.2 Lập kế hoạch xạ trị ca ung thư phổi trái Khi chụp CT-Sim, bệnh nhân đặt nằm ngữa, hai tay đưa sau gối kê đầu Yêu cầu Liều chiếu vào khối u 50 Gy, lần 2,5 Gy (dùng ca này) Quy trình lập kế hoạch  Chuẩn tâm chì: Biểu tượng nút chọn cài đặt tâm chì Hình ảnh sau chọn Cross section of marker 2/ Vẽ đường contour: Đường contour bao quanh khối u quan lành Ngồi ra, cịn điều chỉnh kích thước trường chiếu cho liều bao trọn hầu hết khối u cho hồn hảo Dạng hình học 3D khối u quan lành  Đánh giá ca lập kế hoạch: Bảng DVH Chương 4: MÔ PHỎNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Cửa Bia Bộ lọc phẳng Buồng đo Cấu hình Gương Jaw Y Jaw X Tấm MICA Khơng khí  Nguồn phát – cấu hình phantom • Nguồn phát: Khoảng lượng (MeV) Xác suất Khoảng lượng (MeV) Xác suất 0,7 – 9,0 7,6 x 10 12,5 – 13,0 4,736 x 10 9,0 - 10 1,38 x 10 13,0 – 13,5 4,288 x 10 10,0 – 11,0 4,29 x 10 13,5 – 14,0 2,866 x 10 11,0 – 11,5 7,36 x 10 14,0 – 14,5 1,308 x 10 11,5 – 12,0 4,522 x 10 14,5 – 15,0 3,930 x 10 12,0 – 12,5 4,522 x 10 15,0 – 15,5 7,620 x 10 Các thông số mô cho MCNP5 Số hạt (NPS) Thời gian Kỹ thuật giảm phương sai Tally Tally F8 Tally FMESH  Kích thước phantom CT trường chiếu:  Phantom CT: X : -22,8992 cm đến 22,8992 cm Y : -22,8992 cm đến 22,8992 cm Z : -70,425 cm đến -116,198 cm  Trường chiếu: Trường 1: ứng với góc quay 60 , kích thước trường chiếu 11,3 cm x 10,8 cm Trường 2: ứng với góc quay 154 , kích thước trường chiếu 10,3 cm x 10,8 cm Trường 3: ứng với góc quay 330 , kích thước trường chiếu 10,4 cm x 10,6 cm  Tính liều so sánh với chương trình Prowess Panther: Vị trí Tọa độ điểm ảnh Liều tương đối Liều tương đối MCNP (%) Prowess Panther (%) O (297;251) 100 100 A (275;261) 93,6 95,0 B (264;269) 92,5 92,0 C (251;278) 90,1 88,0 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết đạt được:  Xây dựng hình ảnh chụp CT bệnh nhân thực tế để đưa vào MCNP5 thông qua phần mềm CODIM  Thiết lập xác trường chiếu  Kết thu q trình mơ sau so sánh với kết thực nghiệm từ bệnh viện Đa khoa Kiên Giang cho thấy kết thu từ mơ tốt, có độ tin cậy cao  Hạn chế:  Chưa linh hoạt việc thiết lập trường chiếu  Chưa xử lý phần nhiễu thăng giáng  Sai số thống kê thăng giáng mơ cịn lớn dẫn tới khó phân tách vùng có suất liều cao làm ảnh hưởng tới phân bố suất liều vùng Kiến nghị:  Để cải thiện khó khăn, hạn chế cần phải xây dựng phương án làm giảm thời gian tính tốn Sử dụng số kỹ thuật giảm nhiễu phân bố liều mô MCNP thăng giáng gây nên Dự trữ : ... VỀ UNG THƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ Chương 2: MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chương 3: LẬP KẾ HOẠCH XẠ TRỊ UNG THƯ PHỔI DỰA TRÊN PHẦN MỀM PROWESS PANTHER Chương 4: MƠ PHỎNG MÁY GIA TỐC... chức tế bào Các phương pháp điều trị Xạ trị Hóa trị Phẫu thuật Ức chế nội tiết tố Điều trị kết hợp 1.2 Các phương pháp xạ trị Xạ trị (xạ trị áp sát) • Là sử dụng nguồn đồng vị phóng xạ đặt thể tích... PANTHER Chương 4: MƠ PHỎNG MÁY GIA TỐC TUYẾN TÍNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ UNG THƯ VÀ PHƯƠNG PHÁP XẠ TRỊ 1.1 Tổng quan ung thư xạ trị Ung thư: nhóm bệnh liên quan đến thay đổi