Page 81 - Giáo trình môn học Y học hạt nhân xạ trị

Buồng tăng tốc có dạng cấu trúc dẫn sóng ở đó năng lượng cung cấp cho
electron được lấy từ bộ phát sóng siêu cao tần với tần số khoảng 3000 Mhz. Bức
xạ vi sóng phát ra dưới dạng sung ngắn. Các bức xạ này được tạo ra bởi các bộ
phát tần số vi sóng, đó là các “van” magnetron và klystron. Klystron thường được
dùng với các máy gia tốc năng lượng cao với năng lượng đỉnh là 5MW hoặc hơn
nữa để gia tốc điện tử. Các electron được phun vào ống dẫn sóng sao cho đồng bộ
với xung của bức xạ vi sóng để chúng có thể được gia tốc. Hệ thống ống dẫn
sóng và súng electron được hút chân không sao cho các electron gia tốc có thể
chuyển động trong đó mà không bị va chạm với nguyên tử khí.
Chùm electron được gia tốc trong buồng tăng tốc có xu hướng phân kỳ và
không chuyển động chính xác dọc theo trục được. Có nhiều nguyên nhân gây ra
hiện tượng này. Đó là do lực đẩy Coulomb giữa các electron mang điện tích cùng
dấu, do sự lắp ghép không hoàn hảo làm cho cấu trúc ống dẫn sóng không hoàn
toàn xuyên tâm, do tác động của điện từ trường ngoài, … Do đó, chùm electron
gia tốc phải được lái một cách chủ động. Trước hết sử dụng một điện trường hội
tụ đồng trục để hội tụ chùm tia theo quỹ đạo thẳng. Sau đó các cuộn lái tia tạo ra
từ trường tác dụng lực lên các electron để dẫn chùm tia đi đúng theo hướng ống
dẫn sóng từ đó hướng ra ngoài theo đường cong nào đó hoặc được uốn để hướng
đến bia tạo tia X.
Khi máy gia tốc ở chế độ phát chùm electron thì chùm electron được đưa
trực tiếp vào đầu điều trị qua một cửa sổ nhỏ. Sau đó được tán xạ trên các lá tán
xạ hoặc được một từ trường quét ra trên một diện rộng theo yêu cầu của hình
dạng, diện tích trường chiếu trong các trường hợp điều trị cụ thể. Chùm tia được
tạo hình dạng bằng các bộ lọc phẳng, nêm, collimator sơ cấp, thứ cấp. Liều lượng
được kiểm soát bằng các detector .
Còn nếu chế độ phát tia X thì chùm electron đã được gia tốc lại được uốn
theo một đường cong thiết kế để đập vào bia. Chùm electron có động năng lớn
xuyên sâu vào bia, tương tác với các nguyên tử vật chất và bị hãm lại, phát ra tia
X năng lượng cao. Phổ năng lượng của tia X phát xạ và suất liều bức xạ phụ
thuộc vào mức năng lượng của điện tử, số nguyên tử, bề dày bia và chất liệu dùng
làm bia. Chùm tia X phát ra cũng được kiểm soát về liều lượng, được định dạng
phù hợp.
Hầu hết các máy gia tốc xạ trị hiện nay đều có hai chế độ phát chùm photon
và chế độ phát electron. Do đó, về cơ khí được chế tạo phù hợp để thay đổi cơ
chế từ chế độ này sang chế độ khác một cách linh hoạt. Ví dụ như bia tia X có thể
đưa ra khi sử dụng chế độ phát tia X và được rút vào khi phát chùm electron.
Trong quá trình hoạt động, khi hãm chùm electron, bia tia X bị nóng lên, do đó
cần có hệ thống làm nguội bằng nước.
Với mục đích điều trị, máy gia tốc được thiết kế cơ khí chuyển động linh
hoạt như cần máy và giường điều trị. Các hệ hống này đều được kiểm soát an
toàn bằng một chuỗi khóa liên động điện, cơ khí, nhiệt độ, áp suất và kiểm soát
chùm bức xạ với nhau.
2.2. Các thế hệ máy gia tốc xạ trị và kỹ thuật ứng dụng trong lâm sàng
2.2.1 Các thế hệ máy gia tốc xạ trị
Xạ trị bằng chùm tia ngoài (External Beam RT) ra đời khoảng gần một trăm
năm trước với việc sử dụng các máy tia-X điện áp vài trăm KV (thế hệ đầu tiên).

81