ارزیابی فاکتور افزایش دوز در براکی تراپی با چشمه‌های 170Tm و 125I در حضور مواد فعال ساز فوتونی از طریق شبیه سازی مونت کارلو

نویسندگان

چکیده

زمینه و هدف: یکی از تکنیک‌های پرتودرمانی، درمان به روش فعال‌سازی فوتونی است. در این روش، میزان انرژی آزادشده در داخل یک تومور را می‌توان با ترکیب DNA و با یک ماده‌ با عدد اتمی بالا و سپس تشدید گسیل الکترونهای اوژه درطی برخورد فوتوالکتریک توسط آن ماده افزایش‌داد. هدف از مطالعه‌ی حاضر، بررسی اثر افزایش دوز تومور ناشی از فعال‌سازی فوتونی در حضور مواد فعال‌ساز مختلف در تومور، برای چشمه‌های تالیوم-170 و ید-125 به صورت کمّی و با استفاده از روش مونت کارلو می‌باشد.
موادّ و روش‌ها: در این مطالعه چشمه‌ی براکی تراپی ید-125 مدل IA1-125A و چشمه‌ی فرضی تالیوم-170 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 تومور در مقطع مرکزی تومور در اثر حضور موادّ فعال‌ساز پلاتین، نقره، طلا و ید با سه غلظت 7، 18و 30 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در تومور در درمان به روش فعال‌سازی فوتونی به‌طور جداگانه بررسی شدند.
یافته‌ها: مقادیر ثابت آهنگ دوز برای چشمه‌ی ید-125 برابر 03/1 cGy/Uh و برای تالیوم-170 برابر 10/1 cGy/Uh به‌دست‌آمد. بیشینه‌ی فاکتور افزایش دوز تومور برابر 87/4 و مربوط به چشمه‌ی تالیوم-170 و حضور ماده فعال‌ساز فوتونی طلا با غلظت 30 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر می‌باشد. فاکتور افزایش دوز تومور برای تالیوم-170 برای تمام 4 ماده‌ی فعال‌ساز فوتونی از ید-125 بیشتر است.
نتیجه‌گیری: مقادیر ثابت آهنگ دوز و تابع دوز شعاعی برای چشمه‌ها در توافق با اطلاعات سایر مقالات مرتبط بود. از نقطه‌نظر میزان افزایش دوز، حضور طلا در تومور در درمان براکی تراپی به روش فعال‌سازی فوتونی می‌تواند مفیدباشد. همچنین چشمه‌ی براکی تراپی تالیوم-170 به‌عنوان یک انتخاب در درمان به روش فعال‌سازی فوتونی پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An assessment of dose enhancement factor for 170Tm and 125I brachytherapy sources in presence of activation elementsusing Monte Carlo method

نویسندگان [English]

  • Mohsen Khosroabadi
  • Ebrahim Golmakani
  • Mehdi Bakhshabadi
  • Reza Ganji
  • MohammadAmin Yones Heravi
  • Hamid Kardani
  • Homa Rezaee Moghaddam
  • Mohammad Mehrpoyan
چکیده [English]

Background and purpose: Photon activation therapy is a radiation technique in which the energy deposition within a tumor can be increased by provoking the emission of Auger electrons emitted through photoelectric effect, through the addition of high Z elements. In this process the DNA molecules are as targets for the Auger electrons which are emitted from high Z atoms. The aim of this study is to assess dose enhancement factor for 170Tm and 125I brachytherapy sources, in photon activation therapy in presence of various activation elements in tumor, using Monte Carlo method.
Materials and Method: In present study 125I source Iso Aid Advantage (model IA1-125A) and a hypothetical 170Tm source were simulated usingMonte Carlo code MCNPX. Calculating and verifying TG-43 parameters, dose enhancement factor on the transverse axis in presence of activation elements like Pt, Ag, gold and iodine inside tumor obtained with the concentration of 7, 18 and 30 mg/ml in photon activation therapy, individually.
Results: Dose rate constant and radial dose functions for the sources were in agreement with the previous studies. Maximum dose enhancement factor obtained 4.87 which belongs to 170Tm with the concentration of 30 mg/ml. DEF for 170Tm source was more than 125I in the presence of all activation elements.
Conclusion: In DEF point of view, using gold inside tumor can be more beneficial in photon activation therapy. Also 170Tm brachytherapy source is recommended in photon activation therapy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dose enhancement factor
  • photon activation therapy
  • 125I
  • 170Tm
  • Monte Carlo