دوره 10، شماره 38 - ( 1-1399 )                   جلد 10 شماره 38 صفحات 40-29 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Safaiean S, Salehi Barough M, Shirmardi S P. Calcalation of brain and thyroid radiation scattered absorbed dose due to proton therapy of eyes using MCNPX simulation code. NCMBJ. 2020; 10 (38) :29-40
URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1283-fa.html
صفائیان شکوه، صالحی باروق مهدی، شیرمردی سید پژمان. محاسبه دوز جذبی از پرتوهای پراکنده مری و تیروئید از پروتون تراپی تومورهای چشم با استفاده از کد شبیه سازی MCNPX. مجله تازه هاي بيوتكنولوژي سلولي و مولكولي. 1399; 10 (38) :40-29

URL: http://ncmbjpiau.ir/article-1-1283-fa.html


سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها، تهران، ایران
متن کامل [PDF 3823 kb]   (987 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (1988 مشاهده)
متن کامل:   (355 مشاهده)

محاسبه دوز جذبی از پرتوهای پراکنده مری و تیروئید از

 پروتون­تراپی تومورهای چشم با استفاده از کد

شبیه­ سازی MCNPX

شکوه صفائیان1، مهدی صالحی باروق1*، سید پژمان شیرمردی2

1- گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتو پزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2- سازمان انرژی اتمی ایران، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها، تهران، ایران


چکیده

سابقه و هدف: پروتون درمانی پیشرفته­ترین روش درمان تله­تراپی است. پروتون بیش­ترین انرژی خود را در موقعیتی به نام پیک براگ تخلیه می­کنند. بنابراین برای درمان سرطان، تومور باید در مکان پیک براگ گسترده شده قرار بگیرد. فوتون­ها و نوترون­های پراکنده یک چالش در پرتودرمانی پروتون است. هدف این مطالعه محاسبه دوز فوتون­ها و نوترون­های پراکنده از چشم در پروتون درمانی است.

مواد و روش: در این مطالعه شبیه­سازی براساس کد MCNPX انجام شده است. برای این، تومور کروی با قطر 6/0 سانتی­متر در فانتوم چشم در عمق 5/2 میلی­متری سطح چشم نظر گرفته شده و قله براگ به­طور دقیق در انتهای تومور تشکیل شده است. فانتوم چشم با پروتونی با انرژی MeV 50 تابش­دهی شده است.

نتیجه­گیری: نتایج نشان می­دهد که دوز پراکنده نوترون­ها و فوتون­ها به­علت پروتون درمانی در بافت چشم به­ترتیب14- e 817/8و 13- e 653/1 گری است و دوز مری و تیروئید به­ترتیب برای نوترون­های پراکنده 07- e 037/1 و 08- e 89/2 گری و برای فوتون­ها 08- e 11/5 و 07- e 58/1 گری است.

بحث: نتایج نشان می­دهد که در مری و تیروئید دوز پراکنده ناچیزی دریافت شده است. دوز پراکنده تیروئید نسبت­به مری بیش­تر است که به­خاطر نزدیکی این بافت به محل تابش­دهی است. نتایج نشان داد که کم­تر از 1% کل دوز پروتون به سایر بافت­ها پراکنده شده است.

واژه­های کلیدی: پروتون درمانی، تومورهای چشمی، دوز دریافتی، کد MCNPX، شبیه­سازی


 

مقدمه

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

نویسنده مسئول:

گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتو پزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

پست الکترونیکی: m.s.barough@gmail.com

تاریخ دریافت: 09/03/1398

تاریخ پذیرش: 21/02/1399

پروتون درمانی پیشرفته­ترین روش درمان سرطان است، که کارایی آن بهتر از روش­های دیگر پرتو درمانی است. استفاده از این روش باعث کاهش پرتوگیری بر بافت­ها و اعضای سالم بدن است. استفاده از ذره پروتون در درمان به این دلیل است که پروتون­ها در ابتدای مسیر حرکت خود در بافت با سرعت کم واکنش می­دهند و در انتهای مسیر بیش­ترین انرژی خود را در موقعیتی تخلیه می­کنند که پیک براگ نام دارد. Wilson در سال 1946، پیشنهاد استفاده از پروتون شتاب داده شده در پرتو درمانی را در دانشگاه هاروارد مطرح کرد. Tobias و همکاران برای اولین بار در سال 1954 در آزمایشگاه لارنس بروکلی بیماران را با پروتون درمان کردند. Kajelberg و همکارانش در سال 1962 درمان­های تخصصی پروتون را در آزمایشگاه سیکلوترون هاروارد آغاز کردند و در اواسط دهه 1970 با درمان تومورهای بزرگ­تر و تومورهای چشمی دنبال شد و تاکنون درمان­های زیادی با پروتون درمانی انجام شده است (1). Constable و Koehler در سال 1974 دریافتند که استفاده از پرتوهای پروتون برای درمان تومورهای درون چشمی مناسب است و به­علت دوز تابشی به­نسبت بالا می­تواند روی تومور متمرکز شوند (2). در سال 1984 مؤسسه پاول شرر در سوئیس با استفاده از باریکه‌های پروتون با انرژی MeV 72 درمان ملانومای چشمی را آغاز کرد و در سال 1996 با استفاده از باریکه‌های پروتون با انرژی MeV 200 برنامه‌های درمان خود را گسترش داد (3). نتایج تحقیقات Wilson و همکارانش در سال 1999 برای مقایسه درمان ملانومای مشیمیه از طریق پروتون درمانی و براکی‌تراپی مشخص کرد که نتایج حاصل از پروتون درمانی بهتر هستند (4). نتایج تحقیق Damato و همکارانش در سال 2013 در دانشگاه کالیفرنیا بر روی 349 بیمار که ملانومای چشمی داشتند، اعلام کردند. طبق گزارش آنان پروتون درمانی برای ملانومای چشمی آثار مطلوبی دارد و احتمال بینایی بعد از درمان بسیار زیاد است (5). پروتون درمانی به­طور مؤثر برای تومورهای شش، پروستات، مغز، سر، گردن و چشم به­کار رفته است (10-6).

زمانی که باریکه­ای از پروتون­ها وارد بافت همگن می­شوند، قدرت توقف به­طور سریع با کاهش انرژی پروتون افزایش پیدا می­کند، در نتیجه دوز تخلیه شده به­خاطر کند شدن پروتون­ها، با شیب تندی به سمت انتهای مسیر پروتون­ها بلند می­شود. نمودار تابش دوز جذب شده در مقابل عمق نفوذ پروتون­ها، یک توزیع ایجاد می­کند که توزیع براگ یا منحنی براگ نامیده می­شود (12،11). مکان قله براگ تحت تأثیر مواد قرار گرفته در مسیر پروتون­ها است (13). از ماه ژوئیه 2017، بیش از 75 مرکز پرتو‌درمانی در سراسر جهان وجود دارد (14)، و حداقل 41 مرکز دیگر در حال ساخت است (15).

در این مقاله با شبیه­سازی ساختار چشم و تومور و یک چشمه دیسکی پروتون با شعاع توزیعی با استفاده از کد MCNPX دوز حاصل از پروتون به بافت­های چشم و دوز پراکنده ناشی از پروتون درمانی برخی اندام­ها محاسبه شده است. هدف از انجام این تحقیق به­دست آوردن دوز پراکنده تیروئید و مری ناشی از پروتون درمانی تومورهای چشمی است.

مواد و روش

این مطالعه براساس شبیه­سازی با استفاده از کد MCNPX انجام شده است. کد MCNPX یک کد کامپیوتری برای ترابرد تابش به­روش مونت کارلو است که توانایی ترابرد 34 نوع ذره و چهار یون سبک را کمابیش برای تمام انرژی­ها دارد (16). در این مقاله هندسه چشم به­همراه یک تومور فرضی و مواد سازنده چشم تعریف شده است. در این مطالعه از فانتوم MIRD استفاده شده است که یک تومور کروی به قطر 6/0 سانتی­متر در عمق مشخص از چشم قرار گرفته است. چشمه دیسکی پروتون با شعاع توزیعی 04/0 تا 0 در نظر گرفته شده است و از سمت چپ مدل شبیه­سازی شده در راستای محور Z تابش­دهی می­کند. در ابتدا انرژی چشمه پروتون 50 مگا الکترون ولت در نظر گرفته شده که به ازای این انرژی عمق قله براگ در انتهای تومور قرار می­گیرد و دوز دریافتی کل برای اجازه چشم در این انرژی محاسبه شده است و سپس برای به­دست آوردن دوز پراکنده تیروئید و مری فانتوم MIRD با انرژی توزیعی 50 تا 70 مگا الکترون ولت تابش­دهی شده و نتایج به­دست آمده در ادامه کار ذکر شده است. شکل ساختمان چشم از مقاله­های منتشر شده انتخاب شده است(19-17). شبیه­سازی با استفاده از کد  MCNPXو برای یک میلیون تاریخچه صورت گرفته است.  

تعریف هندسه چشم

هندسه استفاده شده در این مقاله، نماینده یک چشم انسان بزرگسال است. این هندسه شامل قرنیه، سفیده چشم، زلالیه، زجاجیه، لنز، لایه اطراف چشم و تومور است. ناحیه بین قرنیه قسمت بالایی لنز، زلالیه و ناحیه بین قسمت پایینی لنز و سفیده چشم، زجاجیه نامیده می­شود. تومور کروی در داخل چشم با قطر 6/0 سانتی­متر در نظر گرفته شده که برای محاسبه مقدار انرژی تخلیه شده در واحد جرم مش­بندی شده است. عناصر سازنده هر یک از اجزای چشم و تومور و هندسه شکل شبیه­سازی شده و سطح مقطعی از چشم شبیه­سازی شده در شکل 1 نشان داده شده است در جدول 1 و شکل 2 و هم­چنین ترکیب­های عناصر در جدول 2 نشان داده شده است. در جدول 1 مختصات مربوط به مدل هندسی شبیه­سازی شده در کد MCNPX ذکر شده است که بیان­گر به­وجود آمدن شکل 1 در کدMCNPX  است. در جدول 2 چگالی و نسبت مقادیر ترکیبی چشم برای دقت بیش­تر محاسبه­هایی که با فانتوم انجام شده ذکر شده است.

 

 

شکل 1:  شماتیکی از مدل طراحی شده


 

شکل2: نمای از تصویر سه بعدی چشم طراحی شده

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول1: مختصات مرکز و شعاع متوسط هر یک از اجزای چشم که در این مدل مطرح شده است.

نوع سطح

ساختارچشم

8/0

25/81

774/8-

3

S

لنز (سطح 1)

6/0

25/81

524/8-

3

S

لنز (سطح 2)

5/0

25/81

2419/8-

3

S

لنز (سطح 3)

595/0

25/81

9289/7-

3

S

لنز (سطح 4)

25/1

25/81

1439/7-

3

S

لنز (سطح 5)

155/1

25/81

4/7-

3

S

زجاجیه

72/0

25/81

95/7-

3

S

زلالیه (سطح پایینی)

 

 

252/8-

 

Py

زلالیه (سطح بالایی)

21/1

25/81

4/7-

3

S

قرنیه (سطح1)

775/0

25/81

9539/7-

3

S

قرنیه (سطح2)

435/1

25/81

4/7-

3

S

لایه چشم (سطح 1)

1

25/81

9539/7-

3

S

لایه چشم (سطح 2)

 

75/80

75/79

 

75/80

546/8-

69051/10-

546/8-

3

3

 

2

P

لایه چشم (سطح 3)

 

75/81

75/82

75/81

546/8-

92234/9-

546/8-

3

3

2

P

لایه چشم

(سطح 4)

6/0

32/80

95/6-

3

S

تومور

 

جدول 2: مقادیر ترکیب های عناصر و چگالی مورد استفاده در این مطالعه در جدول 2 ذکر شده است(20).

بافت

چگالی

ترکیبات عناصر

 

 

H

C

N

O

Na

P

S

CI

K

لنز

0600/1

60/9

5/19

70/5

6/64

10/0

10/0

30/0

10/0

-

زجاجیه

0089/1

2/11

-

-

8/88

-

-

-

-

-

زلالیه

0030/1

2/11

-

-

8/88

-

-

-

-

-

قرنیه

0760/1

16/10

62/12

69/3

14/73

065/0

065/0

195/0

065/0

-

تومور

0400/1

40/9

2/21

60/5

5/61

25/0

51/0

-

-

-

لایه چشم

0900/1

10

4/20

20/4

5/64

20/0

10/0

20/0

30/0

10/0

 

 

با شبیه­سازی فانتوم چشم و تابش­دهی فانتوم با پروتون­هایی با انرژی MeV 50، منحنی براگ به­دست می­آید که در نمودار 1 نشان داده شده است.

 

 

نمودار 1: منحنی براگ باریکه پروتون با انرژی MeV 50 (برای یک میلیون ذره)

 

ملانوما رایج­ترین تومور داخل چشمی است که احتمال آن در سنین بالا بیش­تر است. تومورهای ملانوم به­دلیل وجود ملانوسیت در شبکیه چشم با احتمال 70 درصد در این قسمت به­وجود آمده و رشد می­کنند (21). در این مقاله نیز تومور در بافت داخلی چشم در نظر گرفته شده است و در صورت تغییر مکان تومور و تغییر موقعیت چشمه میزان دوز دریافتی کل در بافت­های مختلف چشم تغییر خواهد کرد در این مقاله موقعیت چشمه به گونه­ای طراحی شده است که تومور بیش­ترین دوز و بافت­های سالم اطراف چشم کم­ترین دوز را دریافت کنند. با استفاده از کارت مش تالی می­توان کانتور انرژی تخلیه شده پروتون­های با انرژیMeV  50 را به­دست آورد که در شکل 3 نمایش داده شده است. در شکل 3 مشاهده می­شود که تمرکز دوز در ناحیه تومور بیش­تر از نواحی قبل و بعد از تومور است. پس از تابش­دهی تومور با پروتون­هایMeV  50 کل دوز دریافتی ناشی از پروتون­ها و ذرات ثانویه در بافت­های مختلف چشم محاسبه شده است. که در نمودار 2 به­صورت نمودار قابل مشاهده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که تومور بیش­ترین دوز را دریافت کرده در صورتی­که بافت­های سالم چشم کم­ترین میزان دوز را دریافت کرده است.

 

 

شکل3: کانتور انرژی قرار گرفته در واحد حجم محیط برای پروتون­های با انرژی MeV 50

 

نمودار 2: دوز دریافتی کل (مجموع دوز پروتون­ها و ذرات ثانویه) در بافت­های مختلف چشم برای پروتون­های با انرژی MeV 50

 

 

هدف از این شبیه­سازی محاسبه دوز پراکنده ناشی از پروتون درمانی برای اندام­های تیروئید و مری است. در اثر اندرکنش غیر الاستیک پروتون­ها با عناصر سازنده چشم، ذرات ثانویه از جمله نوترون و فوتون­ها تولید می­شوند. مقدار دوز دریافتی توسط اجزای مختلف چشم در هندسه اصلی چشم بررسی شده است. پس از انجام محاسبه­ها لازم­به منظور رسیدن به این هدف چشمه طراحی شده در فانتوم MIRD در کد MCNPX اجرا می­شود چشمه پروتونی شبیه­سازی شده در بازه انرژی توزیعی از 50 تا 70 مگا الکترون ولت مورد تابش­دهی قرار گرفته و ذرات ثانویه ناشی از این تابش توسط کد MCNPX با تالیF6  برحسب گری محاسبه شده است. دوز دریافتی کل که مجموع دوز ناشی از پروتون. ذرات ثانویه فوتون و نوترون در بافت­های مختلف چشم است از تابش­دهی تومور با انرژی 50 مگا الکترون ولت توسط چشمه در کد MCNPX با تالی انرژی به­دست آورده می­شود، نتایج حاصل در جدول 3 و نمودار 3 ذکر شده است. نتایج حاصل بدون در نظر گرفتن فوتون­های نابودی است. پس از مشاهده نتایج دوز پراکنده­ای که تیروئید و مری دریافت نمودن ناچیز و قابل چشم­پوشی است. پروتون درمانی نسبت­به درمان­های قبلی دوز پراکنده کم­تری به بافت­های سالم می­رساند و کیفیت درمان را بهبود می­بخشد.

جدول 3: مقدار دوز پراکنده ناشی از پروتون درمانی چشم در بافت­های مختلف بدن

دوز پراکنده فوتون(MeV/gr)

دوز پراکنده  نوترون(MeV/gr)

نوع بافت

07-E 57123/1

08- E88318/2

تیروئید

08- E11802/5

07-E 03725/1

مری

 

 

نمودار3: مقایسه دوز پراکنده نوترون و فوتون بافت­های  مری و تیروئید بر اثر پروتون درمانی چشم

 

بحث

 در این مقاله ساختار چشم با استفاده از کد شبیه­سازی شده است. برای بالا بردن دقت شبیه­سازی هندسه مورد نظر مش­بندی شده است. منحنی براگ به­دست آمده در انرژی 50 مگا الکترون ولت در شکل 2 نشان داده شده است، همان­گونه که از این شکل دیده می­شود در این انرژی قله براگ در انتهای تومور قرار گرفته است. مشاهده می­شود که با این هندسه و انرژی، قله براگ گسترده شده کل حجم تومور را پوشش می­دهد. براساس شبیه­سازی انجام شده با استفاده از کد شبیه­سازی MCNPX در فانتوم چشم انسان چشمه­ای پروتونی با انرژی MeV 50 برای درمان ملانومای چشمی استفاده شده است. هدف از انجام این تحقیق به­دست آوردن دوز پراکنده مری و تیروئید در اثر پروتون درمانی تومورهای چشمی بوده است. پروتون­ها نسبت­به سایر ذرات باردار انرژی خود را در یک نقطه تخلیه می­کنند که این ویژگی به پزشک اجازه می­دهد که پروتونی با انرژی مناسب انتخاب کنند و پیک براگ حاصل را در منطقه تومور تخلیه کنند. دوز ناشی از فوتون­ها و نوترون­های ثانویه نیز محاسبه شده است. با استفاده از فانتوم MIRD دوز پراکنده ناشی از پروتون درمانی چشم به بافت­های مری و تیروئید مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد که در مری و تیروئید دوز پراکنده ناچیزی دریافت شده است. پس از تابش­دهی و مشاهده نتایج و مقایسه با فوتون درمانی، صرف­نظر از هزینه­های بالای پروتون درمانی، درمان با پروتون باعث بهبودی قابل توجهی خواهد شد و اثرهای منفی مثل پراکندگی­های ناشی از برهم­کنش ذرات با بافت در این نوع تابش­دهی بسیار ناچیز است. پس از اتمام کار و به­دست آوردن نتایج مشاهده می­شود کم­تر از 1% دوز پروتون به سایر بافت­ها رسیده است و نگرانی­های ناشی از تولید نوترون­ها و فوتون­های ثانویه در اثر برهم­کنش پروتون­ها در بافت تا حدودی قابل چشم­پوشی است. در صورتی­که طراحی درمان مناسبی صورت بگیرد، بهترین درمان حاصل می­شود. درمان سرطان به روش پرتودرمانی دارای عوارض شدیدی مثل درد، مشکل در بلع غذا و مشکل در نفس کشیدن و اسهال و استفراغ است. پروتون درمانی در مقایسه با دیگر روش­های پرتو درمانی عوارض جانبی ذکر شده را برای بیماران کاهش می­دهد.

Rasouli و همکارانش اثرهای عناصر ترکیبی در محاسبه توزیع دوز در پروتون درمانی تومورهای چشمی به­روش مونت­کارلو را در سال 2015 انجام دادند و به نتایج خوبی دست پیدا کردند (22).

استفاده از کد مونت کارلویی فلوکا برای شبیه سازی توزیع دوز پروتون برای فانتوم های آب و مغز توسط Mirzaei و همکارانش در سال 1394 انجام شده است (23).

در سال 2016، Mahdipour و همکارش نیز تحقیقی برای یون درمانی ملانومای چشمی با شبیه­سازی چشم انسان با استفاده از کد  GEANT4انجام دادند. در این تحقیق پیک براگ گسترده شده برای پروتون، آلفا و کربن به­دست آمده و منحنی شار ذرات ثانویه شامل نوترون، فوتون و پوزیترون نیز مورد بررسی قرار گرفته بود. نتایج نشان می­دهد که تیز بودن شدید قله براگ کربن و پهن­شدگی عرضی کم آن، باعث مزیت استفاده از این پرتو در هادرون درمانی شده است، اما معایبی مانند زیاد بودن چگالی نوترون ثانویه را نیز به همراه دارد. با این حال، استفاده از باریکه پروتونی یک انتخاب خوب برای درمان تومورهای بزرگ است (24).

محاسبه دوز جذبی پراکنده ناشی از پروتون درمانی چشم برای نخستین بار در دنیا ارائه شده است اما پروتون درمانی در سه مقاله بالا و دیگر تحقیق­ها برای اندام­ها و بافت­های مختلف بدن صورت گرفته است اما پیک براگ گسترده شده و دوز ناشی از پراکندگی نوترون­ها و فوتون­ها در اکثر تحقیق­ها به­دست آمده است، علت تفاوت با مقاله فعلی تفاوت در نوع کد مونت کارلویی و موقعیت چشمه و این که تفاوت در انرژی چشمه تابش­دهی شده است.

برای مقایسه نتایج از مقاله­ای که در سال 2016، Mahdipour و همکاران برای درمان ملانومای چشمی با شبیه­سازی چشم انسان با استفاده از کد GEANT4 انجام دادند، استفاده شده است. در این  تحقیق پیک براگ گسترده شده برای پروتون، آلفا و کربن به­دست آمده و دوز جذبی پروتون در فانتوم برای پروتون با انرژی 47.8 مگا الکترون ولت و آلفا با  انرژی1/190 مگا الکترون ولت و کربن با انرژی 1060 مگا الکترون ولت به­دست آمده است. نتایج نشان می­دهد که تیز بودن شدید قله براگ کربن و پهن شدگی عرضی کم آن، باعث مزیت استفاده از این پرتو در هادرون درمانی شده است، اما معایبی مانند زیاد بودن چگالی نوترون ثانویه را نیز به­همراه دارد. با این حال، استفاده از باریکه پروتونی یک انتخاب خوب برای درمان تومورهای بزرگ است. بخش­های قابل مقایسه با این تحقیق دوز پروتون در فانتوم چشم شبیه­سازی شده برای باریکه پروتون با انرژی 50 مگا الکترون ولت است. تفاوت­هایی که در مقدار دوز دریافتی مشاهده می­شود به­خاطر تفاوت انرژی و موقعیت چشمه پروتون و  نوع کدی است که فانتوم با آن شبیه­سازی شده است. نشان داده شده که دوز دریافتی در هر دو شبیه­سازی در بافت­های لنز، زلالیه، قرنیه، زجاجیه نزدیک بهم است. در پروتون با  انرژی 50 مگا الکترون ولت دوز دریافتی لنز 11-10 06/4، زجاجیه 10-10 68/4، زلالیه 10-10 66/4، قرنیه 10-10 44/5 و در پروتون با انرژی 8/47  مگا الکترون ولت دوز دریافتی لنز، زلالیه، زجاجیه به­طور یکسان11-10 43/23، قرنیه12-10 6891/20 است.

نتیجه­گیری

دوز نوترون­ها و فوتون­های ثانویه در ناحیه تومور به­ترتیب برابر با 14-10 75846/2 و 14-10 27633/8 محاسبه شده است. مشاهده می­شود که شار فوتون­ها در ناحیه تومور بیش­تر از شار نوترون­ها است. هم­چنین دوز کل نیز محاسبه شده است، مقادیر دوز دریافتی کل (مجموع دوز پروتون­ها، نوترون­ها و فوتون­ها) برای بافت­های لنز، زجاجیه، زلالیه، قرنیه، لایه اطراف چشم و تومور به­ترتیب برابرند با 11-10 59/4، 10-10 68/4، 10-10 65/4، 10-10 54/5، 10-10 90/2، 9-10 31/6 مشاهده می­شود که پس از تومور، زجاجیه، زلالیه و قرنیه بیش­ترین دوز را دریافت می­کنند که به­دلیل نزدیکی این بافت­ها به ناحیه تومور است. نتایج محاسبه دوز پراکنده نوترون­ها و فوتون­ها برای بافت مری و تیروئید در جدول 3 ذکر شده است که دوز پراکنده تیروئید نسبت­به مری بیش­تر است که به­خاطر نزدیکی این بافت به محل تابش­دهی است. با توجه­به موقعیت تومور می­توان طراحی درمان­های مختلفی را برای به­دست آوردن مطلوب­ترین درمان به­دست آورد به­گونه­ای که تومور بیش­ترین دوز و بافت­های سالم اطراف آن کم­ترین دوز را دریافت کنند، که در مقاله انجام شده با توجه­به موقعیت تومور مطلوب­ترین طراحی درمان حاصل شده است. مزیت اصلی پروتون­تراپی نسبت­به فوتون­تراپی توزیع جای گزیده دوز آن است. این امر باعث می­شود بافت­های سالم اطراف تومور با کم­ترین میزان آسیب مواجه شوند این ویژگی پروتون درمانی را به­عنوان یک انتخاب مناسب برای درمان­های تومورهای نزدیک بافت­های حساس نظیر نخاع، چشم، تیروئید و مغز می­سازد. استفاده گسترده پروتون در درمان، در مقایسه به­عنوان مثال، فوتون درمانی با شدت مدوله شده، کند بوده است. دلایل متعددی برای کندی پروتون درمانی، از جمله مشکل فنی، هزینه، و ... وجود دارد. هزینه دستگاه­های مورد نیاز پروتون درمانی در مقایسه با دستگاه­های مورد نیاز فوتون درمانی بسیار بیش­تر است. با وجود این موانع، پیشرفت­های زیادی حاصل شده است. در سال­های اخیر، استفاده از پروتون­ها بیش از فوتون­ها در ارائه بسیار همگن و یکنواخت دوز به یک تومور تا حد زیادی پیشرفت در درمان با فوتون را کاهش داده است. براساس مطالعه­های صورت گرفته عوارض مربوط به درمان، از جمله سرطان­های ثانویه، بیماری­های قلبی و عروقی، عوارض باروری، دیگر اثرهای اخیر در بازماندگان سرطان در طولانی مدت بسیار نگران کننده است. به این دلایل، بهره­برداری از قابلیت­های ذاتی حفظ بافت سالم در پروتون درمانی به­منظور کاهش عوارض مربوط به درمان بیماران و سیستم بهداشت و درمان، در حال افزایش است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

1. Newhauser WD, Zhang R. The physics of proton therapy. Phys Med Biol 2015; 60: 155-209.

2. Constable I. J, Koehler A. M. Experimental ocular irradiation with accelerated protons. Invest Ophthalmology 1974; 13(4): 280–287.

3. Park S.H, Jung W.G, Suh T.S, Jang H.S, Choi B.O, Rah J.E, et al. Variation of Bragg Curve Characteristic Induced by Changing the Position of Inhomogeneous Material: Geant4 Simulation Study. J Korean Phys Soc 2011; 58: 187-197.

4. Wilson M.V, Hungerford J.L. Comparison of episcleral plaque and proton beam radiation therapy for thetreatment of choroidal melanoma. Ophthalmology 1999; 1579-87.

5. Damato B, Kacperek A, Errington D, Heimann H. Proton beam radiotherapy of uveal melanoma. Ophthalmology 2013; 151-157.

6. Baker  C.R, Quine  T.E, Brunt  J.N.H, Kacperek  A, Monte Carlo simulation and polymer gel dosimetry of 60 MeV clinical proton beams for thetreatment of ocular tumors. Appl. Radiat. Isot. 67,402–405. 2008.

7. Paganetti H. Proton Therapy: History and Rationale. In Proton Therapy Physics, New York: CRC Press:2012.

8. Steneker  M, Lomax  A, Schneider  U, Intensity modulated photon and proton therapy for the treatment of head and neck tumors. Radiother. Oncol. 80 (2), 263–267. 2006.

9. Swakon J, Olko P, Adamczyk D, Cywicka-Jakiel T, Dabrowska J, Dulny B, et al. Facility for proton radiotherapy of eye cancer at IFJ PAN in Krakow. Radiat Meas 2010; 45(10): 1469-71.

10. Widesott  L, Amichetti  M, Schwarz  M. Proton therapy in lung cancer: clinical outcomes and technical issues. A systematic review. Radiother. Oncol. 86, 154–164. 2008.

11. Dehghannia Rostami Z, Masoudi S.F, Asadi S. Dosimetry Comparison of Water Phantom and Complete Eye Definition for 125I and 103Pd Brachytherapy Plaques. IJMP 2011; 8(2):19-26. [Persian]

12. Khan FM, Gibbons JP. Khan’s The Physics of Radiation Therapy. Asare Sobhan Publisher, Tehran: Jabbari, Tavakoli, Rostampour, Almasi, Baradaran Mohsenian, Pashaee, Rostampour, Salehnia, Abedi; 2014.[Persian]

13. "Particle therapy facilities under construction "(https://www.ptcog.ch/index.php/facilities-under construction).PTCOG.ch. Particle Therapy Co-Operative Group. June 2017. Retrieved 2017-10-06

14. Pelowitz DB, Durkee JW, Elson JS, Fensin ML, Hendricks JS, James MR, et al. MCNPX 2.7.E Extensions

LA-UR-11-01502, 2011.

15. "Particle therapy facilities in operation" (https://www.ptcog.ch/index.php/facilities-in-operation). PTCOG.ch. Particle Therapy Co-Operative Group. July 2017. Retrieved 2017-1006.

16. Smith  A.R.  Proton therapy. Phys. Med. Biol. 51, R491–R504. 2006.

17. Herman C. Introduction Health Physics. Tehran: Abukazemy, Sepehry, Binesh; 1992: 133-149.[Persian]

18. Lesprance M, Inglis-Whalen M, Thomson R.M. Model-based dose calculations for COMS eye plaque

brachytherapy using an anatomically realistic eye phantom. Med Phys 2014; 41:021717.

19. Newhauser WD, Burns J, Smith AR. Dosimetry for ocular proton beam therapy at the Harvard Cyclotron

Laboratory based on the ICRU Report 59. Med Phys 2002; 29: 1953-1961.

20. Tavakol M, Karimian A, Mostajab Aldaavati S. M. Dose Assessment of Eye and Its Components in Proton Therapy by Monte Carlo Method. IJMP 2013; 205-14.

21. Moura AP, Ribeiro TP. adiodosimetric considerations on ocular brachytherapy with iodine125 and   ruthenium/rhodium106. Radiol Bras. 2009;42 (1):43–8.

22. Rasouli. F, Masoudi. F, Keshazare. S, Jette. D, Effect of elemental compositions on Monte Carlo dose calculations in proton therapy of eye tumors, http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2015.08.001.

23. Mirzaei H, Kamali A, Movafagi A, Use the monte carlo code Fluke to simulate the proton dose distribution for water and brain phantoms. RNTJ 2015:(4):28-34[Persian].

24. Mahdipour. A, Mowlavi .A.A, Ion therapy for uveal melanoma in new human eye phantom based on GEANT4 toolkit. http://dx.doi.org/10.1016/j.meddos.2015.10.005.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نوع مطالعه: مقاله پژوهشی | موضوع مقاله: سلولی و مولکولی
دریافت: 1399/2/24 | پذیرش: 1399/2/24 | انتشار: 1399/2/24

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله تازه های بیوتکنولوژی سلولی - مولکولی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2022 CC BY-NC 4.0 | New Cellular and Molecular Biotechnology Journal

Designed & Developed by : Yektaweb