كليدواژه :
باريكه هاي ايكس , دز قله به دره , اتاقك يونيزاسيون , كليماتور چند شكافه , كد Geant4
چكيده فارسي :
تحقيقات انجام شده با تشعشعات ايكس سينكروترون نشان داده است كه روش درماني با ميكرو باريكه هاي پرتو ايكس در معالجه تومورهاي سرطاني مزاياي منحصر به فردي دارد. تعيين توزيع دز و محاسبه پارامتر نسبت دز قله به دره در اين روش، از مهم ترين مراحل طرح درمان مي باشند. نسبت دز قله به دره، معياري براي سنجش ميزان نابودي سلول هاي سرطاني و حفظ سلول هاي سالم موجود در اطراف بافت تومور مي باشد.
مواد و روش ها
با استفاده از يك كليماتور چند شكافه، پرتوهاي ايكس خروجي از يك لامپ مولد اشعه ايكس تبديل به صفحات باريك موازي شده تا بتوان توزيع دز ناشي از پرتوهاي باريك را در يك فانتوم از جنس پلكسي گلاس به دست آورد. اندازه گيري دز جذبي توسط يك اتاقك يونيزاسيون ديسكي انجام شد كه به علت بزرگ بودن سطح حساس اتاقك نسبت به پهناي باريكه ها، از يك كليماتور تنگستني با يك شكاف به ابعاد mm2 5/7×3/0 در وسط آن و در مقابل اتاقك يونيزاسيون، استفاده شده است. علاوه بر اين ، با استفاده از كد شبيه سازي Geant4 مدلي شامل چشمه پرتوهاي ايكس، كليماتور چند شكافه، فانتوم، كليماتور تك شكافه و آشكارساز طراحي شده است تا بتوان نتايج اندازه گيري و شبيه سازي را مقايسه نمود.
يافته هاي پژوهش: بررسي توزيع دز در داخل فانتوم از هر دو روش، وجود قله ها و دره ها را نشان مي دهد. در اندازه گيري تجربي به علت پايين بودن شار پرتوهاي ايكس و محدوديت زمان پرتودهي، خطاي نتايج به دست آمده قابل توجه است. پارامتر نسبت دز قله به دره در عمق 8 ميلي متري فانتوم براي كليماتور mm (W) 5/0+ (Air) mm1 با اتاقك يونيزاسيون و شبيه سازي به ترتيب 8/7 و 10/5 مي باشد. در حالي كه مقدار اين پارامتر با كليماتور mm (W) 1+ (Air) mm1، 1/11 و 3/13 به ترتيب براي اتاقك و شبيه سازي به دست آمده است.
بحث و
نتيجه گيري
بر اساس نتايج، استفاده از كليماتور چند شكافه از جنس تنگستن مي تواند پرتوهاي باريك ايكس ايجاد نمايد. برآورد توزيع دز ناشي از پرتوهاي مذكور، به روش شبيه سازي با كد Geant4 نسبت به اتاقك يونيزاسيون، از دقت بالاتري برخوردار مي باشد كه به دليل امكان تعريف آشكارساز در ابعاد بسيار كوچك تر، در كد Geant4 است.
چكيده لاتين :
Studies carried out with synchrotron radiation have shown that micro-beam radiation therapy (MRT) has unique advantages in the treatment of cancerous tumors. In this method, the determination of dose distribution and calculation of peak to valley dose ratio (PVDR) are considered as the most important steps in treatment planning. The PVDR is a criterion to evaluate the destruction of cancer cells and protection of normal cells in the tissues surrounding a tumor.
Materials and Methods
Using a multi-slit collimator, planar sliced beams were generated in an X-ray generator in order to determine dose distribution in a multilayer phantom made of plexiglass. An ionization chamber was used to measure absorbed dose. Given the large size of the sensitive area of the chamber in comparison with the narrow beams, a mono-slit collimator made of tungsten with a slit of 0.3×7.5 mm2 in its center was placed in front of the ionization chamber. Furthermore, by using Geant4 computer code, a model, including X-ray source, multi-slit collimator, phantom, mono-slit collimator, and detector, was designed to compare experimental and simulation results.
Findings: The investigation of dose distribution in the phantom with both methods indicated the presence of peaks and valleys. Given the low intensity of X-ray beam generated by the X-ray generator, and limited exposure time, the experimental errors were considerable. When using 1 mm (Air)+0.5 mm (W) collimator, PVDRs were obtained as 8.7 and 10.5 for ionization chamber and simulation, respectively, in the depth of 8 mm of the phantom. On the other hand, with a 1 mm (Air)+1 mm (W) collimator, the values obtained for this parameter were 11.1 and 13.3 for ionization chamber and simulation, respectively.
Conclusions
Based on the results, a multi-slit collimator made of tungsten could produce multi-slice X-ray. The estimated dose distribution using the Geant4 code was more accurate than the one obtained through ionization chamber, which can be due to the possibility of using a detector in much smaller dimensions in the Geant4 code .
