Journal of Ilam University of Medical Sciences
مجله دانشگاه علوم پزشکی ایلام
J. Ilam Uni. Med. Sci.
Medical Sciences
http://sjimu.medilam.ac.ir
96
journal96
1563-4728
2588-3135
doi
fa
jalali
1397
2
1
gregorian
2018
5
1
26
1
online
1
fulltext
fa
افزایش دز جذبی در روش فعال سازی فوتونی در بافت نشاندار شده با طلا و لوتتیم
Increasing The Absorbed Dose in Photon Activation Therapy in the Labeled Tissue by Gold and Lutetium
پژوهشي
Research
<p dir="RTL"><strong><em><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">مقدمه:</span></span></em></strong> <span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">افزایش دز بافت های سرطانی و حفاظت از بافت های سالم یکی از مهم ترین چالش ها در رادیوتراپی می باشد. نشاندار کردن تومور با عناصر سنگین(با عدد جرمی بالا) در روش درمانی فعال سازی فوتونی(</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">Photon Activation Therapy</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">) می تواند دز ناحیه تومور را به صورت گزینشی نسبت به بافت های سالم مجاور افزایش دهد. در این تحقیق، اثر پارامترهای مختلف نظیر انرژی پرتوهای ایکس، نوع و غلظت عوامل فعال ساز، در توزیع دز به منظور افزایش کیفیت درمان، توسط کد شبیه سازی </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">Geant4</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، بررسی شده است.</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;"></span></span><br>
<strong><em><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">مواد و روش ها:</span></span></em></strong> <span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">در این مطالعه، تاثیر انباشت عناصر طلا و لوتتیوم در بافت هدف پرتودهی شده، با تشعشعات ایکس توسط کد </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">Geant4</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> بررسی شده است. در مدل طراحی شده، چشمه پرتوهای ایکس، دایره ای به شعاع </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">cm</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> 5/0و فانتوم هم به صــورت مکعبــی به ضلع </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;"> cm</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">15 می باشد. آشکارساز به صورت یک مکعب مستطیل به ابعاد <sup>3</sup></span></span> <span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">cm</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">5/7</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">×</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">3</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">×</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">3 در نظر گرفته شده که تومور فرضی مکعبی شکل به ضلع </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;"> cm</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">1، در داخل آن قرار دارد. </span></span><br>
<strong><em><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">یافته های پژوهش:</span></span></em></strong> <span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">نتایج شبیه سازی با ولتاژهای مختلف لامپ اشعه ایکس برای طلا و لوتتیوم در تومور فرضی نشاندار شده با دو غلظت 5 و 10 درصد وزنی به دست آمده است. برای طلا بیشترین فاکتور افزایش دز(</span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">Dose Enhancement Factor</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">) در ولتاژ </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">kV</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">100 لامپ اشعه ایکس و در مورد لوتتیوم، بیشینه </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">DEF</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;"> در دو ولتاژ </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">kV</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">100 و </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">kV</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">160 مشاهده شده است. نقش موثر عناصر فعال ساز موجب افزایش دز جذبی تومور خواهد شد. علاوه بر این، متوسط </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;">DEF</span></span><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">، در ولتاژ بهینه لامپ و در ناحیه تومور، با دو برابر شدن غلظت برای طلا و لوتتیوم، به ترتیب 68/1 و 76/1برابر خواهد شد. </span></span><br>
<strong><em><span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">بحث و نتیجه گیری:</span></span></em></strong> <span style="font-family:b mitra;"><span style="font-size:10.0pt;">بر اساس نتایج این تحقیق، اضافه نمودن یک عنصر فعال ساز فوتونی نظیر طلا و یا لوتتـیوم در ناحیــه تومور، می تواند دز این ناحیه را در مقابل پرتوهای ایکس با انرژی مناسب، به صورت انتخابی افزایش دهد. نگرش استفاده از عناصر فعال ساز می تواند بهره وری در درمان سلول های سرطانی را بهبود بخشد. </span></span><span dir="LTR"><span style="font-size:9.0pt;"></span></span><br>
</p>
<div style="text-align: justify;"><p style="margin-left:14.85pt;"></p><em>Introduction</em>: The Increase in cancer tissues dose while protecting the surrounding healthy tissues is regarded a great challenge in radiotherapy. Photon Activation Therapy (PAT), by introducing high-Z elements to tumor, can enhance the delivered dose in tumor tissues while reducing the dose deposited in adjacent normal tissues. In this study, the effects of various parameters such as X-ray energy, type and concentration of the activation agents in the dose distribution have been investigated to improve the quality of treatment by Geant4 simulation code.<br>
<br>
<em>Materials & Methods</em>: In this study, the effects of introducing Au and Lu in targeted tissues irradiated by X-ray beam have been investigated by Geant4 code. In the designed model, the x-ray source was considered in the shape of a circular plate with the radius of 0/5cm and the phantom in cubic shape with the side of 15cm. Rectangular cubic shape detector dimensions are 3×3×7.5 cm<sup>3</sup> and the assumed tumor in cubic shape with the side of 1cm are located inside it.<br>
<em>Findings</em>:: The simulation results were obtained with different voltages of X-ray generator in labeled tumor by Au and Lu (with two concentrations of 5 and 10 wt. %). Optimum voltage of x-ray generator in order to maximum Dose Enhancement Factor (DEF) by Au was 100kV, while it was observed at 100kV and 160kV for Lutetium. Increasing the absorbed dose for tumor region could reveal the effective role of contrast agents. Furthermore, when the concentration of contrast agents was doubled, average of DEF at the optimum voltage of X-ray generator and in the tumor region, was 1.68 & 1.76 for Au and Lu, respectively. <br>
<em>Discussion & Conclusions</em>: Based on the results, the absorbed dose in tumor region after introduction of contrast agents with specifying the optimum concentration and photon energy can be increased selectively. This approach of introducing contrast agents could improve the efficiency in the cancerous cells therapy.</div>
درمان به روش فعال سازی فوتونی, فاکتور افزایش دز, کد Geant4, طلا, لوتتیوم, انرژی بهینه
photon activation therapy, dose enhancement factor, Geant4 code, gold, lutetium
103
112
http://sjimu.medilam.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3627-1&slc_lang=fa&sid=1
Mohammadreza
Ghasemi
محمدرضا
قاسمی
mghasemi842@gmail.com
9600319475328460038998
9600319475328460038998
Yes
Physics and Accelerators Research School, Nuclear Sciences and Technology Research Institute, Karaj, Iran
پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، کرج، ایران