بررسی فاکتور افزایش دوز تومور با حضور نانو ذرات مختلف در براکی-تراپی پروستات به‌روش مونت کارلو

نویسندگان

چکیده

زمینه و هدف: یکی از راه‌های درمان پروستات، استفاده از چشمه‌های براکی‌تراپی کم‌انرژی مانند ید-125 است. هدف ما دراین مطالعه، بررسی فاکتور افزایش دوز تومور با حضور نانو ذرات مختلف در براکی‌تراپی پروستات به‌روش مونت کارلو و بررسی اثر حضور نانو ذرات بر منحنی‌های هم دوز در براکی‌تراپی پروستات می‌باشد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، چشمه‌ی براکی‌تراپی ید-125 مدل SL-125/SH-125 با استفاده از کدMCNPX مونت کارلو، شبیه‌سازی-شد. پس از محاسبه و تایید پارامترهای گروه کاری 43 انجمن فیزیک پزشکی آمریکا (TG-43) برای آن، فاکتور افزایش دوز در مقطع مرکزی تومور در اثر حضور مواد جاذب Fe2O3، Ag،Gd ، Pt و Au به‌صورت نانو ذره با سه غلظت 7، 18و 30 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در تومور به‌طور جداگانه بررسی‌شد.
یافته‌ها: مقدار ثابت آهنگ دوزcGyh-1U-1 954/0 به‌دست‌آمد. مقدار بیشینه‌ی فاکتور افزایش دوز در روی مقطع مرکزی در راستای محورX برای ماده‌های Fe2O3، Ag،Gd ، Pt و Au، به‌ترتیب برابر 27/1، 15/1، 14/1، 32/1 و 79/1 می‌باشد. همچنین دراثر حضور نانوذرات، شکل منحنی هم‌دوز برای کانتورهای 100 درصد به‌سمت مرکز تومور و منحنی 50 درصد به‌سمت خارج تومور متمایل می‌شوند. فاکتور افزایش دوز با افزایش غلظت و با افزایش عدد اتمی نانو ذرات، نظم خاصی را در افزایش یا کاهش نشان‌نداد.
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج حاصل از شبیه‌سازی، می‌توان به‌این نتیجه‌رسید که حضور نانو ذرات، باعث افزایش دوز در تومور وکاهش دوز در خارج تومور بر روی منحنی‌های هم‌دوز می‌شود. لذا می‌توان زمان درمان و اکتیویته را کاهش‌داد. بنابراین، استفاده‌ی بالینی از این نانو ذرات به‌منظور افزایش دوز در براکی‌تراپی پروستات توصیه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of dose enhancement inside tumor in presence of various nanoparticles in tumor in prostate brachytherapy: A Monte Carlo study

نویسندگان [English]

  • Mohsen Khosroabadi
  • Mehdi Bakhshabadi
  • Alireza Golshan
  • Mohammad Mehrpoyan
چکیده [English]

Background: One of the ways to treat prostate cancer is brachytherapy using low-energy sources, such as iodine-125 (125I). The purpose of this study was to assess dose enhancement factor in tumors in the presence of various nanoparticles in prostate tumor, and the effect of these nanoparticles on isodose curves in prostate cancer brachytherapy using Monte Carlo simulation.
Materials and Method: 125I brachytherapy source model SL-125/SH-125 was simulated using Monte Carlo MCNPX code. TG-43 parameters were calculated and verified. Dose enhancement factors were evaluated in presence of Fe2O3, Ag, Gd, Pt and Au nanoparticles in central cross section of the tumor in concentrations of 7, 18 and 30 mg/ml.
Results: Dose rate constant obtained 0.954 cGyh-1U-1. Maximum dose enhancement factors for Fe2O3, Ag, Gd, Pt and Au were 1.79, 1.32, 1.14, 1.15 and 1.27, respectively. Also, the 100% isodose line shifted toward the central point of the spherical tumor and the 100% isodose line shifted outward. Dose enhancement factors had no rule in increasing or decreasing by atomic number of nanoparticles.
Conclusion: Regarding to the simulation results, it can be concluded that nanoparticles presence in tumor leads to dose increase inside the tumor and dose decrease outside the tumor. Therefore, we can reduce treatment time and activity. So, the clinical use of these nanoparticles is recommended to enhance prostate brachytherapy dose.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nanoparticles
  • Dose enhancement factor
  • Prostate brachytherapy
  • Monte Carlo simulation