بررسی تأثیر ناهمگنی بافت ریه بر توزیع دُز نقاط قبل و بعد از ریه در الکترون‌درمانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 - گروه فیزیک پزشکی، دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی‌شاپور اهواز، اهواز، ایران.

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

چکیده

زمینه و هدف: با توجه به استفاده وسیع از باریکه‌های الکترونی در تابش‌دهی ناحیه قفسه سینه و امکان قرار گرفتن تمام یا قسمتی از بافت ریه در مسیر این پرتوها و همچنین عدم قطعیت‌های قابل توجه در محاسبه میزان دُز به علت وجود این بافت ناهمگن، بررسی تأثیر ناهمگنی ریه بر توزیع دُز نقاط قبل و بعد از ریه در الکترون درمانی ضروری است.
روش بررسی: صفحات چوب پنبه‌ای معادل بافت ریه، با ضخامت‌های مختلف ١، ۲ و ٣ سانتی متر درون فانتوم آب قرار گرفتند و برای انرژی‌های 9 MeV، 12 MeV  و 15 MeV تولید شده توسط دستگاه شتابدهنده خطی زیمنس پریموس پلاس و در میدان‌های 2r = 5، 10×10 و 15×15، دُزیمتری مطلق با اتاقک یونش PPC40 قبل و بعد از این صفحات انجام شد. در این مطالعه نیمه تجربی، ضرایب تصحیحی با استفاده از روش SSD موثر محاسبه و در داده های اولیه اعمال شد. برای انجام مقایسه‌های بعدی جهت بررسی صحت روش CET، دُزیمتری در عمقهای ۵/١، ۸/١، ۲/۲، 5/2 و ۵/٣ سانتی متری درون فانتوم همگن آب نیز صورت گرفت.
یافته‌ها: پس از اعمال ضرایب تصحیح در داده های اولیه، به ازای هر سه ضخامت از بافت ناهمگن، در تمامی انرژی‌ها و میدان‌ها، میزان دُز قبل از ناهمگنی، از دُز نقطه متناظرِ هم عمقش در محیط همگن، کمتر و میزان دُز بعد از ناهمگنی از دُز نقطه متناظر هم عمقش در محیط همگن، بیشتر است. همچنین، درصد خطای تعیین دُز به روش CET نسبت به اندازه‌گیری مستقیم، در میدان 2r = 5 و در انرژی 9 MeV نسبت به سایر انرژی‌ها و میدان‌ها بالاتر است و در همه انرژی ها، در میدان 2r = 5، با افزایش ضخامت بافت ناهمگن، درصد خطای روش CET افزایش می یابد.
نتیجه‌گیری: بافت ناهمگنِ معادل ریه باعث کاهش دُز جذب نقاط قبل از ناهمگنی و افزایش دُز جذب نقاط بعد از آن (نسبت به نقطۀ متناظرش در محیط همگن) می‌شود. همچنین در انرژی و میدان کوچکتر درصد خطای روش CET به صورت معنی­­داری بالاست و بکارگیری آن در موارد مشابه توصیه نمی­شود.

کلیدواژه‌ها


1-Åsell M, Hyödynmaa S, Gustafsson A, Brahme A. Optimization of 3D conformal electron beam therapy in inhomogeneous media by concomitant fluence and energy modulation. Phys Med Biol 1997;42(11):2083-100.

2- International Commission on Radiation Units and Measurements. Determination of absorbed dose in a patient irradiated by beams of x or gamma rays in radiotherapy procedures. Report No. 24. Washington, DC: International Commission on Radiation Units and Measurements; 1976.

3-Van Dyk J, Keane TJ, Kan S, Rider WD, Fryer CJH. Radiation pneumonitis following large single dose irradiation: a re-evaluation based on absolute dose to lung. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1981;7(4):461-7.

4-Boone MLM, Almond PR, Wright AE. High energy electron dose perturbation in regions of tissue heterogeneity. Ann NY Acad Sci 1969;161(1):214.

5-Prasad SC, Bedwinek JM, Gerber RL. Lung dose in electron beam therapy of chest wall.
Acta Radiol Oncol 1983;22(1):91-5.

6-Doucet R, Olivares M, DeBlois F, Podgorsak EB, Kawrakow I, Seuntjens J. Comparison of measured and Monte Carlo calculated dose distributions in inhomogeneous phantoms in clinical electron beams. Phys Med Biol 2003;48(15):2339-54.

7-Ding GX, Cygler JE, Yu CW, Kalach NI, Daskalov G. A comparison of electron beam dose calculation accuracy between treatment planning systems using either a pencil beam or a Monte Carlo algorithm. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005;63(2):622-33.

8-Xiao Y, Papiez L, Paulus R, Timmerman R, Straube WL, Bosch WR, et al. Dosimetric evaluation of heterogeneity corrections for RTOG 0236: stereotactic body radiotherapy of inoperable stage I/II Non-Small-Cell Lung Cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2009;73(4):1235-42.

9-Khan FM. The physics of radiation therapy. 4th ed. Baltimore: Williams and Wilkins; 1994. p. 264.

10-Laughlin JS. High energy electron treatment planning for inhomogeneities. Br J Radiol 1965;38:143-7.

11-Shroder-Babo P. Determination of the virtual electron source of a betatron. Acta Radiol Suppl 1983;364:7-10.