نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشکدة فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 گروه مهندسی پزشکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه اصفهان
چکیده
براکیتراپی، نوعی درمان سرطان است که منبع پرتوزا در داخل بافت سرطانی بیمار و یا در نزدیکی آن کاشته میشود. هدف از این تحقیق، محاسبة عدم قطعیت دز جذبی بافت پروستات در براکیتراپی، ناشی از تورم در پروستات، جابهجایی چشمههای کاشته شده و نیز بررسی اثر هر دو عامل، پس از کاشت چشمههای پرتوزا در آن است. در این تحقیق از کد MCNPX 2.6، پروتکل TG-43U1 و فانتوم بدن ORNL برای شبیهسازی براکیتراپی پروستات توسط چشمههای ید-125 استفادهشد. در مطالعة اول با تعداد 84 چشمه ید، مقدار دز جذبی پرتو در پروستاتی به حجم cm3 01/38 برای دو نوع چشمه دانهای خطی و نقطهای به ترتیب Gy 59/110 و Gy 57/110 به دست آمد. با درنظرگرفتن تورم 50 % در پروستات پس از کاشت چشمهها، دز جذبی بیش از 17% کاهش یافت. در شبیهسازی دوم با تعداد 76 چشمه ید، تورم 12 % و جابهجایی چشمهها پس از کاشت در سه جهت (به اندازة mm 8/1 چپ – راست،mm 1/2 جلو – عقب وmm 4/3 بالا – پایین) دز دریافتی بافت سرطانی حدود 21 %، کاهش یافت. این تحقیق نشان داد، نتایج شبیهسازی چشمههای دانهای خطی و نقطهای براکیتراپی بسیار به هم نزدیک است. لذا در مطالعات شبیهسازی میتوان از چشمة نقطهای به جای چشمة دانهای خطی استفاده کرد که پیچیدگی محاسبات را کاهش میدهد، همچنین مطالعة حاضر نشان داد تأثیر تورم پروستات و جابهجایی چشمههای براکیتراپی در مقدار دز جذبی بافت تحت درمان قابل توجه است و بر روند درمان تأثیر دارد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Assessment of the absorbed dose uncertainty of prostate due to tissue swelling and radioactive sources displacement in brachytherapy using Monte Carlo method
نویسندگان [English]
- Z Aghaei 1
- Alireza Karimian 2
- M H Alamatsaz 1
1 Physics Department , Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
2 Department of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan
چکیده [English]
Brachytherapy is a kind of cancer treatment in which radiation sources are implanted inside or close to the cancerous tissue. The purpose of this research is to calculate the absorbed dose uncertainty of prostate tissue, due to its swelling, displacement of the implanted seed sources and also, to address the effect of these factors simultaneously, in brachytherapy of prostate. In this research, MCNPX2.6 code, the TG-43U1 protocol and ORNL body phantom were used to simulate the brachytherapy of prostate using iodine-125 seed sources. In the first study, 84 sources of iodine with the shapes of seed and then points were implanted inside the prostate with the volume of 38.01 cm3. The radiation absorbed dose was found to be 110.59 and 110.57 Gy, respectively. Considering the 50% prostate inflation after implantation, the radiation absorbed doses of prostate showed a reduction of more than of 17%. In the second therapeutic plan, by using 76 seed sources of I-125, considering 12% swelling of prostate and applying the displacement of seed sources in three directions: left–right (1.8mm), front-back (2.1mm) and top–down (3.4mm)), the radiation dose amount of the cancerous tissue was reduced about 21%. So, the results of seed and point sources of brachytherapy were very close to each other. Therefore, in simulation studies, point sources can be used instead of seed sources to reduce the computational complexity. Also, this research showed the effects of swelling and displacement of brachytherapy sources on the amount of the absorbed dose of prostate and its treatment were noteworthy.
کلیدواژهها [English]
- prostate cancer
- brachytherapy
- absorbed dose uncertainty
- Monte Carlo method
- https://www.who.int/health-topics/cancer#tab=tab_1, Available on Date 2020, 25 March.
- S Bernard and S Vynckier, Physics in Medicine and Biology 50, 7 (2005) 1493.
- P Teles, S Barros, S Cardoso, A Facure, LAR Da Rosa, M. Santos, P Pereira Jr, P Vaz, and M Zankl, Radiation protection dosimetry 165, 1-4 (2015) 482.
- H Westendorp, T Nuver, C Hoekstra, M Moerland, and A Minken, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 96, 1 (2016) 197.
- M Rivard, B Coursey, L DeWerd, W Hanson, M Saiful Huq, G Ibbott, M Mitch, R Nath, and J williamson, Medical Physics 31, 3 (2004) 633.
- Y Yu, L Anderson, Z Li, D Mellenberg, R Nath, M C Schell, F Waterman, A Wu, and J Blasko, Medical Physics 26, 10 (1999) 2054.
- M Rivard, Medical Physics 36, 2 (2009) 486.
- D R White, R V Griffith, I J Wilson, Journal of the International Commission on Radiation Units and Measurements 24, 1 (1992) 122.
- J Jarrett, "Experimental method development for direct dosimetry of permanent interstitial prostate brachytherapy implants," Louisiana State University (2005).
10. F Waterman, N Yue, B Corn, and A Dicker, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 41, 5 (1998) 1069.
11. B Taylor and C Kuyatt, US Department of Commerce, Technology Administration, National Institute of Standards and Technology Gaithersburg (1994).
H Hedtjärn, G A Carlsson, and J F Williamson, Medical Physics 27, 5 (2000) 1076.