نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران

2 پژوهشکده کاربرد پرتوها پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران

چکیده

این مطالعه چگونگی تأثیر وجود ناهمگنی پلاتین-استخوان بر دز دریافتی بافت در پروتون‌درمانی، با استفاده از یک سیستم کالریمتر تداخل سنجی تمام‌نگاری انجام شد. کالریمترهای تداخل سنجی تمام نگاری ابزارهای موثری هستند که در کاربردهای پرتودرمانی برای اندازه‌گیری تغییرات در دز سپارش شده از پرتوهای یون‌ساز در طول درمان استفاده می‌شوند. با این حال، وجود ناهمگنی در مجاورت بافت می تواند دز موثر مورد نیاز برای درمان نواحی مورد نظر بافت را تحت تاثیر قرار دهد. برای مشاهده اثر ناهمگنی بر دز تحویلی و طرح تداخلی و پروفایل دز با استفاده از کالریمتر تمام‌نگاری تداخل‌سنجی، یک مدل محاسباتی در این مطالعه توسعه داده شد. پاسخ سیستم مدل شده توسط کارهای تجربی تایید شده است. یافته‌ها نشان داد که ناهمگنی بافت-استخوان تأثیر قابل ملاحضه‌ای بر دز دریافتی از تابش دارد. بنابراین، این مطالعه بر ضرورت استفاده از این سیستم‌ها را در کاربردهای پرتودرمانی برای بررسی تأثیر ناهمگنی در طول طراحی درمان تأکید می‌کند.

کلیدواژه‌ها

[1] بیگ زاده, امیرمحمد, با سعادت, محمدرضا, رشیدیان وزیری, محمدرضا (1400). بررسی اثر محوشدگی پاسخ کالریمتر تداخل‌سنجی تمام‌نگاری به روش حل عددی، دوفصلنامه علمی اپتوالکترونیک,3(2), pp. 75-80. doi: 10.30473/jphys.2021.57254.1099
 
[2]  Andreo, P., Burns, D.T., Nahum, A.E., Seuntjens, J. and Attix, F.H., 2017. Fundamentals of ionizing radiation dosimetry. John Wiley & Sons.
[3]  Smith-Bindman, R., Miglioretti, D.L., Johnson, E., Lee, C., Feigelson, H.S., Flynn, M., Greenlee, R.T., Kruger, R.L., Hornbrook, M.C., Roblin, D. and Solberg, L.I., 2012. Use of diagnostic imaging studies and associated radiation exposure for patients enrolled in large integrated health care systems, 1996-2010. Jama, 307(22), pp.2400-2409.
[4]  Renaud, J., Palmans, H., Sarfehnia, A. and Seuntjens, J., 2020. Absorbed dose calorimetry. Physics in Medicine & Biology, 65(5), p.05TR02.
[5]  Palmans, H., Thomas, R., Simon, M., Duane, S., Kacperek, A., DuSautoy, A. and Verhaegen, F., 2004. A small-body portable graphite calorimeter for dosimetry in low-energy clinical proton beams. Physics in Medicine & Biology, 49(16), p.3737.
[6]  Ross, C.K. and Klassen, N.V., 1996. Water calorimetry for radiation dosimetry. Physics in Medicine & Biology, 41(1), p.1.
[7]  Beigzadeh, A. M., MR Rashidian Vaziri, and F. Ziaie. "Modelling of a holographic interferometry based calorimeter for radiation dosimetry." Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 864 (2017): 40-49.
[8]  Beigzadeh, A.M., Vaziri, M.R., Ziaie, F. and Soltani, Z., 2018. Double-exposure holographic interferometry for radiation dosimetry: A new developed model. Radiation Measurements, 119, pp.132-139.
[9]  Vaziri, Mohammad Reza Rashidian, Amir Mohammad Beigzadeh, Farhood Ziaie, and Mehrdad Yarahmadi. "Digital holographic interferometry for measuring the absorbed three-dimensional dose distribution." The European Physical Journal Plus 135, no. 5 (2020): 436.
[1]  Hussmann, E. K., and W. L. McLaughlin. "Dose-distribution measurement of high-intensity pulsed radiation by means of holographic interferometry." Radiation research 47.1 (1971): 1-14.
[2]  Hussmann, E. K. "A holographic interferometer for measuring radiation energy deposition profiles in transparent liquids." Applied optics 10.1 (1971): 182-186.
[3]  Miller, Arne, and William L. McLaughlin. "Imaging and measuring electron beam dose distributions using holographic interferometry." Nuclear Instruments and Methods 128.2 (1975): 337-346.
[4]  Miller, Arne, and W. L. McLaughlin. "Holographic measurements of electron-beam dose distributions around inhomogeneities in water." Physics in medicine and biology 21.2 (1976): 285.
[5]  Cavan, A., & Meyer, J. Digital holographic interferometry: A novel optical calorimetry technique for radiation dosimetry. Medical Physics, 41(2) (2014)., 022102.
[6]  Flores-Martinez, E., Malin, M. J., & DeWerd, L. A. Development and characterization of an interferometer for calorimeter-based absorbed dose to water measurements in a medical linear accelerator. Review of Scientific Instruments, 87(11) (2016).
[7]  Telford, T., Roberts, J., Moggré, A., Meyer, J., & Marsh, S. Noise Considerations for Tomographic Reconstruction of Single-Projection Digital Holographic Interferometry-Based Radiation Dosimetry. Photonics, 10(2) (2023), 188.
[8]  Beigzadeh, A. M., Vaziri, M. R. R., & Ziaie, F. Application of double-exposure digital holographic interferometry method for calculating the absorbed dose in poly (methyl methacrylate) environment. Radiation Safety and Measurement, 6(4) (2017), 51-61.
[9]  Kreis, Thomas. "Holographic interferometry: principles and methods." Simulation and Experiment in Laser Metrology: Proceedings of the International Symposium on Laser Applications in Precision Measurements Held in Balatonfüred/Hungary. Vol. 2. 1996.
[10]  Flores-Martinez, Everardo, et al. "Challenges and opportunities in calorimetry for clinical radiation dosimetry." MEDICAL PHYSICS: Fourteenth Mexican Symposium on Medical Physics. Vol. 1747. No. 1. AIP Publishing, 2016.
[11]  Baskar, Rajamanickam, Jiawen Dai, Nei Wenlong, Richard Yeo, and Kheng-Wei Yeoh. "Biological response of cancer cells to radiation treatment." Frontiers in molecular biosciences 1 (2014): 24.
[12]  Helmstedter, Chris S., Mike Goebel, Robert Zlotecki, and Mark T. Scarborough. "Pathologic fractures after surgery and radiation for soft tissue tumors." Clinical Orthopaedics and Related Research (1976-2007) 389 (2001): 165-172.
[13]  Zieli, Tomasz G. "Introduction to the finite element method." (1992).
[14]  Pelowitz, Denise B. "MCNPX user’s manual version 2.5. 0." Los Alamos National Laboratory 76 (2005).
[15]  Matlab, Starting. "Matlab." The MathWorks, Natick, MA (2012).
[16]  Dinesh Mayani, Devanshi. "Proton therapy for cancer treatment." Journal of Oncology Pharmacy Practice 17, no. 3 (2011): 186-190.
[17]  Paganetti, Harald. Proton beam therapy. IOP Publishing, 2017.
[18]  Kurudirek, M., 2014. Effective atomic numbers of different types of materials for proton interaction in the energy region 1 keV–10 GeV. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 336, pp.130-134.