بررسی اثر آلودگی الکترون بر نحوه توزیع دوز تابش فوتونی در طراحی درمان بیماران سرطانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک پزشکی و رادیوتراپی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران

2 گروه فیزیک پزشکی و رادیوتراپی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، آهواز، ایران

3 گروه رادیوتراپی و آنکولوژی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران

4 گروه فیزیک پزشکی و رادیوتراپی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران

5 دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

زمینه و هدف: الکترونهای ثانویه نگرانیهایی برای توزیع دوز ایجاد می کنند که به فیلد درمانی و حضور کولیماتورهای چند برگه ای در مسیر حرکت فوتون­ها بستگی دارد. هدف مقایسه اثر حضور و عدم حضور آلودگی الکترونی بر توزیع دوز با استفاده از توموگرافی کامپیوتری است.
روش بررسی: شتابدهنده واریان(2100C/D) با کدهای Primo و BEAMnrc برای فوتون­هایی با انرژی اسمی MV 5.9 شبیه سازی شد. در این مطالعه تومور در ناحیه پشت کره   چشم 15 بیمار با تک فیلد پرتوگیری شد.
یافته ها: بیشینه عمق انبوهش دوز حجم درمانی در حضور و غیاب آلودگی الکترون به ترتیب در 1.3cm  و2cm 3
   اتفاق افتاد. از نتایج هیستوگرام حجم-دوز 80% دوز در حضور الکترون 05/±90% ولی در غیاب الکترون به 2±80% از حجم چشم راست تقلیل یافت.
نتیجه­ گیری: از اهداف اصلی رادیوتراپی رساندن بیشترین دوز به حجم درمان و حداقل دوز تابش به ارگان در خطر است. در این مورد با حذف آلودگی الکترون درصدی از حجم چشم که 80% دوز را گرفته 10%10% کاهش، اما حجم درمان در 90% دوز گرفته 5% افزایش دارد.

کلیدواژه‌ها


1-Almond PR, Biggs PJ, Coursey B, Hanson W, Huq MS, Nath R, et al. AAPM’s TG-51 protocol for clinical reference dosimetry of high-energy photon and electron beams. Medical physics. 1999;26(9):1847-70.

2-Petti P, Goodman M, Sisterson J, Biggs P, Gabriel T, Mohan R. Sources of electron contamination for the Clinac‐35 25‐MV photon beam. Medical physics. 1983;10(6):856-61.

3-KHAN FM. Use of electron filter to reduce skin dose in cobalt teletherapy. American Journal of Roentgenology. 1971;111(1):180-1.

4-Al-Basheer A. A New Approach For Reducing Scattered Photons And Electron Contamination In Cobalt-60 Therapy Beam: University of Florida; 2004.

5-Damrongkijudom N, Oborn B, Butson M, Rosenfeld A. Measurement of magnetic fields produced by a “magnetic deflector” for the removal of electron contamination in radiotherapy. Australasian Physics & Engineering Sciences in Medicine. 2006;29(4):321-7.

6-Lewis R, Ryde S, Hancock D, Evans C. An MCNP-based model of a linear accelerator x-ray beam. Physics in medicine and biology. 1999;44(5):1219.

7-DeMarco J, Solberg T, Smathers JB. A CT-based Monte Carlo simulation tool for dosimetry planning and analysis. Medical physics. 1998;25(1):1-11.

8-Faddegon B, O’Brien P, Mason D. The flatness of Siemens linear accelerator x-ray fields. Medical physics. 1999;26(2):220-8.

9-Liu HH, Mackie TR, McCullough EC. Calculating dose and output factors for wedged photon radiotherapy fields using a convolution/superposition method. Medical physics. 1997;24(11):1714-28.

10-Liu HH, Mackie TR, McCullough EC. Calculating output factors for photon beam radiotherapy using a convolution/superposition method based on a dual source photon beam model. Medical physics. 1997;24(12):1975-85.

11-von Wittenau AS, Bergstrom Jr P, Cox L. Patient-dependent beam-modifier physics in Monte Carlo photon dose calculations. Medical physics. 2000;27(5):935-47.

12-von Wittenau AS, Cox L, Bergstrom Jr P, Chandler W, Siantar CH, Mohan R. Correlated histogram representation of Monte Carlo derived medical accelerator photon-output phase space. Medical physics. 1999;26(7):1196-211.

13-Siebers J, Keall P, Libby B, Mohan R. Comparison of EGS4 and MCNP4b Monte Carlo codes for generation of photon phase space distributions for a Varian 2100C. Physics in medicine and biology. 1999;44(12):3009.

14-Van der Zee W, Welleweerd J. Calculating photon beam characteristics with Monte Carlo techniques. Medical physics. 1999;26(9):1883-92.

15-Keall P, Siebers J, Jeraj R, Mohan R. The effect of dose calculation uncertainty on the evaluation of radiotherapy plans. Medical physics. 2000;27(3):478-84.

16-Deng J, Jiang SB, Kapur A, Li J, Pawlicki T, Ma C. Photon beam characterization and modelling for Monte Carlo treatment planning. Physics in medicine and biology. 2000;45(2):411.

17-Ding GX. Energy spectra, angular spread, fluence profiles and dose distributions of 6 and 18 MV photon beams: results of Monte Carlo simulations for a Varian 2100EX accelerator. Physics in medicine and biology. 2002;47(7):1025.

18-Seif F, Bayatiani M. Evaluation of Electron Contamination in Cancer Treatment with Megavoltage Photon Beams: Monte Carlo Study. Journal of biomedical physics & engineering. 2015;5(1):31.

19-Ay MR, Zaidi H. Development and validation of MCNP4C-based Monte Carlo simulator for fan-and cone-beam x-ray CT. Physics in medicine and biology. 2005;50(20):4863.

20-Woolf D, Ahmed M, Plowman P. Primary lymphoma of the ocular adnexa (orbital lymphoma) and primary intraocular lymphoma. Clinical Oncology. 2012;24(5):339-44.

21-Chin E, Shipley D, Bailey M, Seuntjens J, Palmans H, DuSautoy A, et al. Validation of a Monte Carlo model of a NACP-02 plane-parallel ionization chamber model using electron backscatter experiments. Physics in medicine and biology. 2008;53(8):N119.

22-Verhaegen F, Seuntjens J. Monte Carlo modelling of external radiotherapy photon beams. Physics in medicine and biology. 2003;48(21):R107.

23-Ma C-M, Jiang SB. Monte Carlo modelling of electron beams from medical accelerators. Physics in medicine and biology. 1999;44(12):R157.

24-Low DA, Harms WB, Mutic S, Purdy JA. A technique for the quantitative evaluation of dose distributions. Medical physics. 1998;25(5):656-61.

25-Low DA, Dempsey JF. Evaluation of the gamma dose distribution comparison method. Medical physics. 2003;30(9):2455-64.

26-Harms Sr WB, Low DA, Wong JW, Purdy JA. A software tool for the quantitative evaluation of 3D dose calculation algorithms. Medical physics. 1998;25(10):1830-6.

27-Jiang SB, Sharp GC, Neicu T, Berbeco RI, Flampouri S, Bortfeld T. On dose distribution comparison. Physics in medicine and biology. 2006;51(4):759.

28-Bakai A, Alber M, Nüsslin F. A revision of the γ-evaluation concept for the comparison of dose distributions. Physics in medicine and biology. 2003;48(21):3543.

29-Biggs PJ, Ling CC. Electrons as the cause of the observed dmax shift with field size in high energy photon beams. Medical physics. 1979;6(4):291-5.

30-Padikal T, Deye JA. Electron contamination of a high-energy x-ray beam. Physics in medicine and biology. 1978;23(6):1086.

31-Velkley D, Manson D, Purdy J, Oliver Jr G. Build‐up region of megavoltage photon radiation sources. Medical physics. 1975;2(1):14-9.