بررسي صحت محاسبات توزيع دز فوتون در پرتودرماني مزوتليوماي بدخيم پلور به روش تركيب فوتون-الكترون با استفاده از شبيه سازي مونته كارلو

An investigation of dosedistribution calculation accuracy in match photon-electron radiation therapy for malignant pleural mesothelioma by Monte Carlo simulation

زمينه و هدف: در درمان مزوتليوماي بدخيم پلور در غياب روش IMRT، درمان با پرتو فوتون و حفاظ ريه و سپس با پرتو الكترون انجام مي‌گيرد. توزيع دز در درمان با فوتون تحت تاثير بافت ناهمگن،عدم تعادل الكتروني در مرزها، وجود حفاظ در ميان ميدان و باريك بودن ميدان مي‌باشد. هدف از اين پژوهش محاسبه توزيع دز در پرتودرماني مزوتليوما با پرتو فوتون و حفاظ جزيره‌اي ريه به روش شبيه‌سازي مونته‌كارلو و بررسي صحت محاسبات سيستم طراحي درمان (TPS) براي درمان پلور مي‌باشد. مواد و روش‌ها: توزيع دز در درمان با فوتون و حفاظ جزيره‌اي ريه به سه روش به دست آمد: (1) شبيه‌سازي مونته‌كارلو (2) سيستم طراحي درمان (3) فيلم دزيمتري در فانتوم آنتروپومورفيك تنه. اعتبار نتايج روش (1) در مقايسه با نتايج روش(3) سنجيده شد. صحت نتايج روش (2)در مقايسه با نتايج روش (1) بررسي شد. يافته‌ها: صحت شبيه‌سازي سر درمان با انطباق توزيع دز محاسبه شده و اندازه‌گيري شده در فانتوم آب و صحت محاسبات توزيع دز در فانتوم توموگرافيك تنه به روش شبيه‌سازي در مقايسه با نتايج فيلم دزيمتري در فانتوم آنتروپومورفيك تنه تأييد شد(در دو ميدان با و بدون استفاده از حفاظ ريه). نتيجه‌گيري: در مقايسه با مونته‌كارلو، سيستم طراحي درمان: پوشش دز محاسبه شده در پلور را mm 12-3 و در ناحيه زير حفاظ ريه دز را %50-10 ببيشتر تخمين زد ودر نواحي با دز كم(كمتر از %50)،عرض پروفايل دز را mm16-1 و در نواحي خارج از ميدان دز را %100-6 كمترتخمين زد.

Back ground and purpose: To treatment of malignant pleural mesoteloma, in the absence of IMRT, photon beam and lung shield was used for treatment and then electron beam was used to treat shielding area. Photon dose distribution is influenced by inhomogeneity media, lateral electronic disequilibrium at interfaces, the block in middle of the field and narrow field. This study compares Monte Carlo (MC) with conventional treatment planning system (TPS) calculations for photon beam radiation therapy of malignant pleural mesoteloma (MPM) using lung island shield. Methods and Materials: Photon dose distribution using lung island shield calculated by three methods: 1) MC 2) TPS 3) Film dosimetry in anthropomorphic phantom. MC commissioned by film dosimetry and TPS dose calculation accuracy investigated by MC simulation. Results: Accuracy of treatment head simulation and tomographic phantom dose distribution was verified by matching percent depth dose (PDD) and dose profile in water phantom and film dosimetry in anthropomorphic phantom in two fields of with and without lung shield respectively. Conclusion:Compare to MC, TPS: 1) overestimates pleura dose coverage (90% prescribed dose) 3-12 mm and the dose in under the lung shield region 10-50% and 2) underestimated the dose profile width 1-16 mm in low dose region (< 50% prescribed dose) and the dose in out of field region 6-100%.