استفاده از پرتو الکترونی تحت تاثیر میدان مغناطیسی برای بهینه سازی الگوی دوز تجویزی در بیماران تحت رادیوتراپی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک پزشکی، دانشکدة پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، ایران.

2 گروه فیزیک پزشکی، دانشکدة پیراپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اراک، ایران.

3 گروه خون وانکولوژی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، ایران.

چکیده

زمینه و هدف: در رادیوتراپی برای درمان توده های سرطانی بسته به عمق و نوع تومور اغلب از پرتوهای فوتونی یا الکترونی استفاده می­شود که به ناچار بافتهای سالم در مسیر اشعه مقداری دوز دریافت می­کند. از آنجا که میدان مغناطیسی موجب انحراف در مسیر پرتو الکترونی می­شود می­توان از این خاصیت استفاده نمود و واگذاری دوز از بافت­های سالم را به طرف بافتهای تومورال هدایت کرد.
روش بررسی:در این تحقیق از پرتو 15MeV تولید شده توسط شتابدهنده Varian2100C/D استفاده شد وفرآیند دوزیمتری نسبی با استفاده از فانتوم آب سه بعدی و دوزیمترهای استوانه ای CC13 یک بار بدون اعمال میدان و بار دیگر با استفاده از میدان مغناطیسی صورت پذیرفت.
یافته ها:پس از اعمال میدان مغناطیسی دوز سطحی افزایش یافته و ضمن اینکه دوز در منطقه بیلدآپ بیشتر شد عمقی که در آن ماکزیمم دوز رخ می داد نسبت به حالت عدم وجود میدان جابجایی داشت.نیم سایه نیز در بعضی جهات زیاد و در جهاتی دیگر کم شده بود.
نتیجه­گیری: با اعمال میدان مغناطیسی می­توان مناطقی با دوز افزوده شده و در جوار آن مناطقی با دوز کاسته شده پدید آورد.به نظر می­رسدبا تنظیم صحیح این مناطق روی بافت سرطانی و سالم می توان بازدهی رادیوتراپی را افزایش داد.

کلیدواژه‌ها


1-Lazarakis P, Bug MU, Gargioni E, Guatelli S, Incerti S, Rabus H, et al. Effect of a static magnetic field on nanodosimetric quantities in a DNA volume. Int J Radiat Biol 2012;88(1-2):183-8.

2-Oborn BM, Metcalfe PE, Butson MJ, Rosenfeld AB. Monte Carlo characterization of skin doses in 6 MV transverse field MRI-linac systems: effect of field size, surface orientation, magnetic field strength, and exit bolus. Med Phys 2010;37(10):5208-17.

3-Bostick WH. Possible techniques in direct-electron beam tumor therapy. Phys Rev 1950;77(4):564–5.

4-Shih CC. High energy electron radiotherapy in a magnetic field. Med Phys 1975;2(1):9-13.

5-Nardi E, Barnea G. Electron beam therapy with transverse magnetic fields. Med Phys 1999;26(6):967-73.

6-Lee MC, Ma CM. Monte Carlo characterization ofclinical electron beams in transverse magnetic fields. Phys Med Biol 2000;45(10):2947-67.

7-Jette D. Magnetic fields with photon beams: Monte Carlo calculations for a model magnetic field. Med Phys 2000;27(12):2726-38.

8-Li XA, Reiffel L, Chu J, Naqvi S. Conformal photon-beam therapy with transverse magnetic fields: a Monte Carlo study. Med Phys 2001;28(2):127-33.

9-Bielajew AF. The effect of strong longitudinal magnetic fields on dose deposition from electron and photon beams. Med Phys 1993;20(4):1171-9.

10-Litzenberg DW, Benedick A, McShan DL. Experimental apparatus to measure the effects of strong longitudinal magnetic fields on photon and electron radiotherapy beams. Phys Med Biol 2000.

11-Litzenberg DW, Fraass BA, McShan DL, O'Donnell TW, Roberts DA, Becchetti FD, et al. An apparatus for applying strong longitudinal magnetic fields to clinical photon and electron beams. Phys Med Biol 2001;46(5):N105-15.

12-Butson MJ, Wong TP, Law A, Law M, Mathur JN, Metcalfe PE. Magnetic repulsion of linear accelerator contaminates. Med Phys 1996;23(6):953-5.

13-Chen Y, Bielajew AF, Litzenberg DW, Moran JM, Becchetti FD. Magnetic confinement of electron and photon radiotherapy dose: a Monte Carlo simulation with a nonuniform longitudinal magnetic field. Med Phys 2005;32(12):3810-8.

14-Nettelbeck H, Takacs GJ, Rosenfeld AB. Effect of transverse magnetic fields on dose distribution and RBE of photon beams: comparing PENELOPE and EGS4 Monte Carlo codes. Phys Med Biol 2008;53(18):5123-37.

15-Belousov A, Chernyaev AP, Varzar SM. Simulation of the conditions of photon and electron beam irradiation in magnetic fields for increasing conformity of radiation therapy II. B Russ Acad Sci: Phys 2007;71(6):841-3.

16-Belousov AV, Namestnikov AS, Chernyaev AP. Model for the calculation of the trajectories of electron movements in an aqueous environment placed in a magnetic field. Moscow Univ Phys Bull 2011;66(5):458-61.

17-Ma L. Dosimetric properties of magnetically collimated electron beams for radiation therapy. Med Phys 2004;31(11):2973-7.

18-Belousov AV, Plotnikov AB, Chernyaev AP, Shvedunov VI. Increasing the efficiency of target irradiation with photon and electron beams in radiation therapy. Instrum Exp Tech 2003;46(6):828-31.

19-Jette D. Magnetic fields with photon beams: dose calculation using electron multiple-scattering theory. Med Phys 2000;27(8):1705-16.

20-Phaisangittisakul N, D'Souza WD, Ma L. Magnetic collimation and metal foil filtering for electron range and fluence modulation. Med Phys 2004;31(1):17-23.