محاسبۀ پارامترهای دزیمتری چشمۀ براکی تراپی 252Cf-AT با استفاده از شبیه‌سازی مونت کارلو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی گروه رادیولوژی.گروه رادیولوژی، دانشکدۀ علوم پزشکی بهبهان، بهبهان، ایران.

2 مربی گروه بیوشیمی و فیزیک پزشکی.دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جیرفت، جیرفت، ایران.

3 کارشناس‌ارشد فیزیک پزشکی گروه رادیولوژی.گروه رادیولوژی، دانشکدۀ پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران. 4-فیزیک پزشکی، فیزیست بیمارستان پارسیان

4 کارشناس‌ارشد فیزیک پزشکی.فیزیک پزشکی، فیزیست بیمارستان پارسیان شهرکرد، شهرکرد، ایران.

5 کارشناس‌ارشد فیزیک.کارشناس ارشد فیزیک، دانشکدۀ علوم، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

چکیده

زمینه و هدف: امروزه استفاده از شبیه­سازی برای تعیین دقیق پارامترهای دزیمتری اجتناب­ناپذیر است. در این مطالعه پارامترهای دزیمتری 252Cf-AT به‌عنوان یک چشمه نوترونی براکی تراپی با استفاده از شبیه­سازی مونت­کارلو محاسبه می­شود که در درمان برخی از سرطان­های رحم و تومورهای مغزی کاربرد دارد.
روش بررسی: ویژگی­های فیزیکی و هندسی چشمه کالیفورنیوم-252 مدل AT با استفاده از کد شبیه­سازی MCNPX (2.6.0) تخمین زده شده و قدرت کرمای هوا در داخل یک کره خلأ محاسبه شد. پارامترهای دزیمتری برای چشمه قرار گرفته در یک فانتوم یکنواخت آب و بر اساس پروتکل TG-43 پیشنهاد شده توسط AAPM تعیین شد.
یافته­ها: قدرت کرمای نوترون هوای چشمه  Cf252 در واحد اکتیویته برابر با (cGy cm2/μgh) 33/0 تخمین زده شد. ثابت آهنگ دز نوترون ΛN، برای *F8 و F6 به ترتیب برابر با  cGy/Uh7524/5 و cG/Uh 650816/5 تخمین زده شد. تابع شعاعی دز با یک معادلۀ درجۀ پنجم به دست آمد. مقادیر عددی و معادلات مربوطه به توابع آنیزوتروپی دز F(r,θ)، نیز تخمین زده شد.
نتیجه­گیری: پارامترهای دزیمتری برای چشمۀ Cf252 مدل AT که با کد مونت کارلو محاسبه شده است، همخوانی خوبی با نتایج تجربی و محاسبه شدۀ قبلی دارد. مقادیر محاسبه شده می­تواند در نرم­افزارهای طراحی درمان براکی تراپی با چشمۀ 252Cf-AT مورد استفاده قرار گیرد.
 
 

کلیدواژه‌ها


1-Caswell R, Coyne J, Randolph M. Kerma factors of elements and compounds for neutron energies below 30 MeV. The International Journal of Applied Radiation and Isotopes 1982;33(11):1227-62.

2-Rivard MJ, Wierzbicki JG, Van den Heuvel F, Martin RC, McMahon RR. Clinical brachytherapy with neutron emitting Cf sources and adherence to AAPM TG-43 dosimetry protocol. Medical physics  1999;26:87.

3-Mannhart W. Evaluation of the Cf-252 fission neutron spectrum between 0 and 20 MeV. IAEA-TECDOC  1987;410:158-71.

4-Maruyama Y, Van Nagell J, Yoneda J, Donaldson E, Gallion H, Higgins R, et al. Cure of cervical cancer using cf-252 neutron brachytherapy. Strahlenther Onkol 1990;166(5):317-21.

5-Maruyama Y, Bowen MG, Van Nagell JR, Gallion HH, Depriest P, Wierzbicki J. A feasibility study of  252Cf neutron brachytherapy, cisplatin + 5-FU chemo-adjuvant and accelerated hyperfractionated radiotherapy for advanced cervical cancer. International Journal of Radiation Oncology * Biology * Physics 1994;29(3):529-34.

6-Maruyama Y, Feola JM, Wierzbicki J, Van Nagell JR, Powell D, Yoneda J. Clinical study of relative biological effectiveness for cervical carcinoma treated by 252Cf neutrons and assessed by histological tumour eradication. British Journal of Radiology  1990 Apr;63(748):270-7. PubMed PMID: 2112036.

7-Walter LS. (Ed.). LANL (Los Alamos National Laboratory) Monte Carlo N-Particle transport code system for multiparticle and high energy applications. Version 240 LA-CP-02-408 Los Alamos National Laboratory. 2002.

8-Rivard MJ. Neutron dosimetry for a general 252Cf brachytherapy source. Med Phys  2000 Dec;27(12):2803-15. PubMed PMID: 11190964.

9-Yanch J, Zamenhof R. Dosimetry of 252Cf sources for neutron radiotherapy with and without augmentation by boron neutron capture therapy. Radiation research  1992;131(3):249-56.

10-Rivard MJ, M. CB, DeWerd LA, Hanson WF, Huq MS, Ibbott GS. Update of AAPM Task Group No. 43 Report: A revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations. Med Phys 2004;31(3):633-74.

11-Ghassoun J, Chkillou B, Jehouani A. Spatial and spectral characteristics of a compact system neutron beam designed for BNCT facility. Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry and medicine  2009 Apr;67(4):560-4. PubMed PMID: 19168369.

12-Colvett RD, Rossi HH, Krishnaswamy V. Dose distributions around a californium-252 needle. Phys Med Biol 1972 May;17(3):356-64. PubMed PMID: 5070446.

13-Wierzbicki JG, Rivard MJ, Roberts W. Physics and Dosimetry of Clinical 252Cf Sources. Californium-252, isotope for 21st century radiotherapy  1997;29:25-53.

14-Paredes L. Neutrons absorbed dose rate calculations for interstitial brachytherapy with 252Cf sources. NIMA 2007 (580):582–5.

15-Ghassoun J, Mostacci D, Molinari V, Jehouani A. Detailed dose distribution prediction of Cf-252 brachytherapy source with boron loading dose enhancement. Applied radiation and isotopes : including data, instrumentation and methods for use in agriculture, industry andmedicine  2010 Feb;68(2):265-70. PubMed PMID: 19889549.