تعیین ضریب تضعیف جیوه جهت طراحی سیستم شیلدینگ جیوه برای بیماران تحت درمان با 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 دانشجوی دکترای تخصصی فیزیک پزشکی.

4 گروه خون و آنکولوژی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، ایران.

چکیده

زمینه و هدف: هدف از رادیوتراپی رساندن دوز لازم به تومور و حفاظت ارگانهای سالم اطراف تومور است. بدین منظور و جهت ایجاد توزیع دوز مناسب از تعدیل­کننده­ها و یا جبران­کننده­های اشعه استفاده می­شود. بنابراین دانستن ضریب تضعیف مادة مورد استفاده برای محاسبات درمان ضروری است.
روش بررسی: در این مطالعه، جیوه به عنوان ماده­ای مناسب برای شیلدینگ در رادیوتراپی معرفی شده است و همچنین یک روش جدید برای محاسبة ضریب تضعیف خطی مواد بر اساس فیزیک برهمکنش فوتون با ماده و محاسبات انتگرالی پیچیده ارائه شده است که به­وسیلة آن می­توان ضریب تضعیف هر مادة دلخواه را با توجه به ضخامت ماده و انرژی مورد استفاده، محاسبه نمود. در قسمت عملی، دوزیمتری در حضور شیلد و بدون شیلد در میدانها با ابعاد مختلف (15x15,10x10,6x6) برای شیلدهای جیوه با ضخامتهای متفاوت در انرژی 6Mv دستگاه شتاب­دهنده زیمنس انجام شد.
یافته­ها: تغییر ضخامت مادة جاذب، کیفیت اشعه را تغییر می­دهد. تغییرات ضریب تضعیف با ضخامت مادة جاذب را طبق رابطه ارائه شده در این مقاله می­توان به­دست آورد و همچنین تغییرات آن را به  ازای هر ضخامت می­توان بیان نمود، اما تغییر میدان درمانی تأثیر محسوسی بر ضریب تضعیف ندارد.
نتیجه­گیری: تغییرات ضریب تضعیف با ضخامت مادة جاذب قابل صرف­نظر کردن نیست و برای درمان دقیق در رادیوتراپی بایستی لحاظ گردد. به عبارت دیگر استفاده از یک عدد به عنوان ضریب تضعیف برای ضخامتهای مختلف جبران­کننده­ها یا تعدیل­کننده­های اشعه در رادیوتراپی صحیح نیست و تغییرات ضریب تضعیف با ضخامت مادة جاذب بایستی در سیستمهای طراحی درمان مد نظر قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


 

1-Johns HE, Cunningham JR. The physics of Radiology. 4th ed. Springfield: Thomas; 1983.

2-National Council on Radiation Protection and Measurements. Structural Shielding design and evaluation for megavoltage x- and gamma-ray radiotherapy facilities: recommendations of the National Council on Radiation Protection and Measurements. Bethesda: NCRPM; 2005. (NCRP report; no 151)

3-Khan FM. The physics of radiation therapy.4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wikins; 2010.

4-Hubbell JH, Seltzer SM. Tables of X-ray mass attenuation coefficients and mass energy-absorption coefficients from 1 KeV to 20meV for elements z=1 to 92 and 48 additional substances of dosimetric interest. NISTIR. 1995;5632:1-79.

5-Teli MT, Nathuram R, Mahajan CS. Single-experiment simultaneous-measurement of elemental mass attenuation coefficients of hydrogen,  Carbon and Oxygen for 0.123-1.33 MeV gamma rays. Radiat Meas 2000;32:329-33.

6-Midgley SM. A parameterization scheme for the x-ray linear attenuation coefficient and energy absorption coefficient. Phys Med Biol 2004;49(2):307-25.

7-Midgley SM. Materials analysis using x-ray linear attenuation coefficient measurements at four photon energies. Phys Med Biol 2005;50(17):4139-57.

8-Akkurt I, Mavi B, Akkurt A, Basyigit C, Kilincarslan S, Yalim HA. Study on Z-dependence of partial and total mass attenuation coefficients. J Quant Spectrosc Ra 2005;94:379-85.

9-Croft S. Observations on the experimental determination of mass attenuation coefficients. Ann Nucl Energy 2006;33:466-71.

10-Han I, Demir L, Sahin M. Determination of mass attenuation coefficients, effective atomic and electron numbers for some natural minerals. Radiat Phys Chem 2009;78:760-4.

11-Alles J, Mudde RF. Beam hardening: analytical considerations of the effective attenuation coefficient of x-ray tomography. Med Phys 2007;34:2882-9.

12-Du Plessis FCP, Willemse CA. Monte Carlo calculation of effeective attenuation coefficient for various compensator materials. Med Phys 2003;30(9):2537-43.

13-         Park JM, Kim J, Choi CH, Chie EK, Kim IH, Ye SJ. Photon energy-modulated radiotherapy: Monte Carlo simulation and treatment planning study. Radiat Ther Phy 2012;39(3):1265-77

14-International Atomic Energy Agency. Absorbed dose determination in external beam radiotherapy: an international code of practice for dosimetry based on standards of absorbed dose to water. New York: IAEA; 2004. (Technical Report; 398)

15-Ali ESM, Rogers DW. Functional forms for photon spectra of clinical linacs. Phys Med Biol 2012;57:31-50.

16-         Brouwer WF, Kazem I, van Mil CJ. Four years experience with a mercury shielded irregular field system (MSIFS). Int J Radiat Oncol Biol Phys 1984;10(2):225-9.

17-Nelldal P. Design of a dynamic beam intensity modulator for radiation therapy [dissertation]. Stockholm: Univ. Stockholm; 2005.

18-X-ray Mass Attenuation Coefficients-Mercury [database on the Internet]. NIST [Serial Online] 2012;Vol???: Page number. Available from: http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/ElemTab.

19-Oguchi H, Obata Y. Commissioning of modulator-based IMRT with XiO treatment planning system. Med Phys 2009;36(1):261-9.

 

of absorber, radiotherapy.