كليدواژه :
نانو‌ذره , براكي‌تراپي , نسبت افزايش دز , كد Geant4
چكيده فارسي :
اخيراً، استفاده از حساس‌كننده‌هاي مختلف، براي افزايش دز ناشي از فوتون در براكي‌تراپي، مرسوم شده است. يكي از اين موارد، اضافه نمودن نانوذرات عناصر سنگين مانند طلا، در ناحيه هدف است كه به‌دليل افزايش احتمال اثر فوتوالكتريك، توليد الكترون‌هاي يونيزه‌كننده محيط، افزايش يافته و بازدهي درمان را بالا مي‌برد. در اين پژوهش، شبيه‌سازي تابش فوتون به سلول‌هاي اندوتليال در ديواره مويرگ‌هاي خوني واقع در بافت داخل تومور، انجام مي‌گيرد كه در صورت تخريب آن‌ها، خون‌رساني به‌سلول‌هاي تومور، دچاراختلال شده و مرگ سلول تومور را در پي خواهد داشت.
روش بررسي: اثر استفاده از نانوذرات طلا، نقره، بيسموت و مس، با محاسبه نسبت افزايش دز، به كمك ابزار Geant4 ارزيابي گرديده است كه بر اساس روش محاسباتي مونت‌كارلو انجام مي‌گيرد. اين محاسبات، در دو مقياس ميكروسكوپي (ابعاد سلولي) و مقياس ماكروسكوپي (ابعاد تومور) انجام گرفته است و اثر اين نانوذرات، با يكديگر مقايسه شده است. هم‌چنين، نسبت افزايش دز، براي تعيين مناسب‌ترين بازه انرژي فوتوني ارزيابي گرديده است.
نتايج: با افزايش غلظت نانوذرات، مقدار نسبت افزايش دز برحسب انرژي فوتون، افزايش مي‌يابد. هم‌چنين براي انرژي‌هاي كمتر از keV70، با افزايش انرژي، نسبت افزايش دز بيشتر مي‌شود و براي انرژي‌هاي بالاتر از keV80، اين كميت، با افزايش انرژي كاهش مي‌يابد.
نتيجه‌گيري: از نظر مقدار دز، طلا بهترين گزينه، و از نظر نسبت افزايش دز برحسب انرژي فوتون، نقره و بيسموت گزينه مناسب‌تري از بين چهار عنصر مورد بررسي مي‌باشند. هم‌چنين، مناسب‌ترين بازه انرژي فوتوني، keV70 تا keV80 مي‌باشد.
چكيده لاتين :
Introduction: Recently, the use of various sensitizers has been used to increase photon-induced doses in brachytherapy. One of these cases is the addition of heavy metal nanoparticles such as gold in the target area, which increases the production of ionizing electrons by increasing the possibility of photoelectric effects, and increases the efficacy of the treatment. In this study, the target of the irradiation was the endothelial cell in the wall of blood capillaries located inside the tumor, which, if destroyed, would result in abnormal blood cell counts and tumor cell death.
Methods: The effect of using nanoparticles of gold, silver, bismuth and copper has been evaluated by calculating the dose increase ratio using Geant4 tool that was based on Monte Carlo method. These calculations were performed on two microscopic (cellular) and macroscopic (tumor dimensions) scale and the effects of different concentrations of these nanoparticles were compared. Also, the dose increase ratio has been evaluated to determine the most appropriate photon energy range.
Results: As the concentration of nanoparticles increases, the dose enhancement factor increased in photon energy. In addition, for energies less than 70 keV, with increasing energy, dose enhancement factor increased and for energies above 80 keV, this quantity decreased with increasing energy.
Conclusion: In terms of dose, gold is the best option, and in terms of the dose enhancement factor, silver and bismuth are better alternative among the four elements studied. Also, the most suitable photon energy range is 70 keV to 80 keV.
