انجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Investigation of the extent of DNA damage under proton irradiation in the presence of various nanoparticles of Au, Gd and I, using Geant4-DNA toolkitبررسی تغییر میزان آسیبهای DNA تحت تابش پروتون درحضور نانوذرات مختلف طلا، گادولینیوم و ید با استفاده از ابزار Geant4-DNA11011240610.22052/9.2.1FAسیدجوادحسینی علی آبادیگروه مهندسی هستهای-پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهرانداریوشسرداریگروه مهندسی هستهای-پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهرانالهامسعیدزادهگروه مهندسی هستهای-پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهرانسمانهبرادرانپژوهشگاه علوم و فنون هستهای، تهرانJournal Article20220821Radiation therapy is one of the most effective methods in the treatment of cancer. The use of protons and light ions in radiation therapy is developing due to the different physical interactions with the photons and the application of concentrated doses in the Bragg region. However, new methods to increase the efficiency of treatment have always been considered. One is addition of nanoparticles of high-Z materials to the tissue, which while increasing the effective atomic number of the tissue, increases the effective dose during radiation therapy and causes more damage to the DNA. In this study, using the Geant4-DNA toolkit, we defined B-DNA as PDB format in the geometry. DNA damages after proton interactions in the energy range of 0.1 to 20 MeV were calculated. The number and efficiency of single-strand breaks (SSB) and double-strand breaks (DSB) have been calculated by considering direct and indirect interactions with / without the presence of nanoparticles. By comparison, it was found that the obtained results without nanoparticles are well consistent with previous studies. The results of this study show an increase of up to 15% for single-strand damage and up to 80% for double-strand breaks in the presence of gold nanoparticles. Also, the amount of DNA damage in the presence of iodine and gadolinium nanoparticles was reduced by 7% and 13% compared to gold, respectively. The results of this study show that nanoparticles can be used to improve the effectiveness of radiation therapy.پرتودرمانی یکی از روشهای مؤثر در درمان سرطان است. استفاده از پروتون و یونهای سبک در درمان پرتویی بهعلت برهمکنش فیزیکی متفاوت نسبت به فوتونها و اعمال دز متمرکز در ناحیه براگ در حال توسعه میباشد. با این حال ارائه روشهای نوین در افزایش بازده درمان همواره مورد توجه بوده است. یکی از این روشها، افزودن نانوذرات مواد با عدد اتمی بالا به بافت است که ضمن افزایش عدد اتمی مؤثر بافت، موجب ارتقاء دز مؤثر در زمان درمان پرتویی و ایجاد آسیبهای بیشتر در DNA بافت هـدف میگردد. در این مقـاله با اسـتفاده از ابزار Geant4-DNA، مولکول B-DNA با فرمت بانک اطلاعاتی پروتئین، (PDB) را در هندسه شبیهسازی توزیع نموده و آسیبهای وارده از طریق برهمکنش پروتون در گستره انرژی ۱/۰ تا MeV ۲۰ را محاسبه کردهایم. تعداد و بازده آسیبهای تکرشتهای (SSB) و دورشتهای (DSB) با درنظر گرفتن برهمکنشهای مستقیم و غیرمستقیم با/ بدون حضور نانوذرات محاسبه شده است. با مقایسه مشاهده شد که نتایج محاسبات بدون نانوذرات با نتایج حاصل از پژوهشهای قبلی سازگاری خوبی دارد. نتایج بهدست آمده از این تحقیق، افزایش آسیبها تا 15 درصد برای آسیبهای تکرشتهای و تا 80 درصد برای آسیبهای دورشتهای را در حضور نانوذرات طلا نشان میدهد. همچنین میزان آسیبهای DNA در حضور نانوذرات ید و گادولینیوم بهترتیب با 7 و 13 درصد کاهش نسبت به طلا مشاهده شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان میدهد نانوذرات میتوانند با هدف بهبود اثربخشی درمان پرتوی مورد استفاده قرار گیرند.https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112406_c4cb653ab09a91958e2c2e29b2a9dd6e.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Calculation of secondary neutron absorbed dose in spot scanning proton therapy method using GATE simulatorمحاسبه دز جذبی ناشی از نوترونهای ثانویه در روش اسکن نقطهای پروتوندرمانی با استفاده از نرمافزار شبیهساز GATE112011240710.22052/9.2.11FAعلیاسدیگروه مهندسی هستهای، دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانسید ابوالفضلحسینیگروه مهندسی هستهای، دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانناصروثوقیگروه مهندسی هستهای، دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهرانJournal Article20220821During the proton therapy process, secondary neutrons are produced by the nuclear interactions of protons with the materials in the beam transmission line. In this study, the dose due to the secondary neutrons produced in an RW3 phantom was estimated using Monte Carlo simulation and was compared with the measured values. To do this, the neutron dose due to the collision of proton beams with energies of 100, 150, 200 and 220 MeV with the phantom, was investigated by Bonner sphere detectors and a tissue-equivalent proportional counter for different positions around the phantom vs. proton energy, length spread-out Bragg peak and the dimensions of the treatment field. With increasing energy from 100 to 220 MeV, depending on the position of the detector around the phantom, the dose due to neutron was increased up to 40 times. The effect of increasing the field dimensions from 2×2 to 20×20 cm leads to increase the induced dose up to 40 times for a specific energy. Also, with increasing the length of the spread-out Bragg peak up to 5 cm, a sharp increase in the dose was observed; after 5 cm, the increasing trend stopped and the dose amount did not affect the increase in the length of the Bragg peak spread area.در طول فرآیند پروتوندرمانی، در اثر برهمکنشهای هستهای پروتون با مواد موجود در خط انتقال پرتو، نوترونهای ثانویه تولید میشوند. در این مطالعه با استفاده از شبیهسازی مونتکارلو، دز جذبی ناشی از نوترونهای ثانویه تولید شده در یک فانتوم RW3 تخمین زده و با مقادیر اندازهگیری شده مقایسه شده است. برای این منظور، دز ایجاد شده توسط نوترونهای تولیدی از برخورد پرتوهای پروتونی با انرژی 100، 150، 200 و 220 مگا الکترونولت با فانتوم، توسط آشکارسازهای کره بونر و شمارگر تناسبی معادل بافت برای موقعیتهای مختلف در اطراف فانتوم، بهعنوان تابعی از انرژی، طول ناحیه گسترش قله براگ و ابعاد میدان درمانی بررسی شد. با افزایش انرژی پرتوهای پروتونی از 100 تا 220 مگا الکترونولت، دز ناشی از نوترونهای تولیدی بسته به موقعیت آشکارساز در اطراف فانتوم تا 50 برابر افزایش مشاهده شد. تأثیر افزایش ابعاد میدان از 2 در 2 به 20 در 20 سانتیمترمربع باعث افزایش مقدار دز تا مرتبه 40 برابر برای یک انرژی خاص شد. همچنین با افزایش طول ناحیه گسترش قله براگ تا 5 سانتیمتر، یک افزایش شدید در مقدار دز مشاهده شد. بعد از 5 سانتیمتر، روند افزایشی متوقف شده و مقدار دز ناشی از نوترونهای ثانویه از افزایش طول ناحیه گسترش قله براگ تأثیر نگرفت.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112407_3f0489a302deb05e7d3b234abe51d71c.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Investigation of color centers induced by gamma ionization radiation in KCl: Li, Ti & Ca single crystalsبررسی مراکز رنگی ناشی از تابش یونساز گاما در تکبلورهای KCl: Li, Ti, Ca212611240810.22052/9.2.21FAمهدیاژئیانمجتمع دانشگاهی علوم کاربردی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهینشهر، اصفهانابراهیمحاجی علیگروه فوتونیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهرانJournal Article20220821In order to investigate the effect of impurities on the dosimetric behavior of potassium chloride single crystals, KCl single crystals were grown without impurity and with impurities of Li, Ti, and Ca by Czochralski method. Pieces prepared from above crystals were irradiated at room temperature under gamma ionizing radiation at different doses. At the dose of 15 kGy, spot defects (color centers) created by absorption spectroscopy were investigated. In this study, in addition to the absorption bands F and Vk, which are specific to the KCl network, a small band was observed in the ultraviolet region, which resulted in the detection of Li impurities. The other effect of Li appears to be at lower energies with the deformation of the F band. The impurities of Ti and Ca were also observed in the form of increased optical stability and increased sensitivity of absorption curve measurements, respectively. In the study of luminosity curves in measuring the thermoluminescence (TL) spectra of the above crystalline samples that were measured after receiving gamma ray at a dose of 30 Gy, the effect of Li as the center of electron trap, Ti for increasing the depth of trap and Ca as the center of trap were identified. The Z1 electron appears in the formation of dipole (Vc - Ca2+) and thus allows further study of the dosimetry phenomenon in this environment.بهمنظور بررسی تأثیر ناخالصی بر رفتار دزیمتری تکبلورهای کلریدپتاسیم، تکبلورهای KCl بدون ناخالصی و نیز همراه با ناخالصیهای Li، Ti و Ca به روش چکرالسکی رشد داده شدند. قطعات تهیه شده از بلورهای فوق در دمای اتاق تحت تابش پرتوی یونساز گاما با دزهای مختلف قرار گرفتند. در دز kGy 15، نقایص نقطهای (مراکز رنگی) ایجاد شده توسط اسپکتروسکوپی جذبی مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، علاوهبر باندهای جذب F و Vk که ویژه شبکه KCl هستند، باند کوچکی در ناحیه فرابنفش دیده میشود که علت ظهور آن، ناخالصی Li تشخیص داده شد. تأثیر دیگر Li با تغییر شکل و مکان باند F به سمت انرژیهای کمتر ظاهر میشود. حضور ناخالصیهای Ti و Ca نیز بهترتیب به شکل افزایش پایداری اپتیکی و بالا رفتن حساسیت اندازهگیری منحنی جذب، نمود مییابد. در بررسی منحنیهای درخشندگی در اندازهگیری طیف ترمولومینسانس (TL) نمونههای بلوری فوق که پس از دریافت پرتو گاما با دز kGy 30 مورد سنجش قرار گرفتند، اثر Li بهعنوان مرکز دام الکترونی، Ti برای افزایش عمق دام و Ca بهعنوان مرکز دام الکترونی Z1 با تشکیل دی پل (Vc - Ca2+) ظاهر میشود و درنتیجه امکان مطالعه بیشتر برای پدیده دزیمتری در این محیط را فراهم میسازد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112408_45b48d2bf1382d57f98eebf0986c5121.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Evaluation of the effect of gadolinium on dose enhancement factor of x-ray and gamma ray from linear electron acceleratorبررسی تأثیر گادولینیوم بر فاکتور افزایش دز پرتوهای ایکس و پرتوی گامای حاصل از شتابدهنده خطی الکترون273611240910.22052/9.2.27FAمحبوبههادیان جزیگروه فیزیک، دانشگاه پیام نور واحد تهران، تهرانمهدیصادقیگروه فیزیک پزشکی، دانشکده فیزیک پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهرانمحمدرضاقاسمیپژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهرانJournal Article20220821The aim of radiation therapy is to maximize the dose applied to the tumor while minimizing the dose in adjacent healthy tissues. A new approach to meet this requirement is using high atomic number materials to label the tumor site. In this study, gadolinium was used for this purpose. In the practical part of the research, the 6 MV gamma source of linear electron accelerator located in Milad Hospital of Isfahan and a cubic phantom containing water were used. The detector area, which houses gafchromic films, is a rectangular cube, which is the hypothetical location of the tumor and healthy tissues on either side of it and is located inside the phantom. Different concentrations of gadolinium were injected into the tumor area and the dose enhancement factor (DEF) was investigated in different areas of the detector. The phantom and detector were simulated using the Geant4 software package. The dose enhancement factors were calculated in different regions of the detector and for different concentrations of gadolinium irradiated with low energy X-rays, 2 MeV gamma rays (mean energy of linear electron accelerator) and the photon energy spectra of 6 MV linear. Study shows that the dose enhancement factor increases with increasing gadolinium concentration. The optimum energy for DEF at all concentrations of gadolinium is about 70 keV, and its effect decreases as the energy of the photon increases. In the energy spectrum of 6 MV we see fluctuations in the amount of DEF for different concentrations of gadolinium due to the presence of low and high energy spectra of photons.هدف از پرتودرمانی، بیشینه نمودن دز اعمال شده به تومور و در عین حال کمینه کردن دز در بافتهای سالم مجاور است. یک رویکرد جدید برای دستیابی به این هدف، استفاده از موادی با عدد اتمی بالا برای نشاندار کردن ناحیه تومور است. در این مطالعه، از گادولینیوم بدین منظور، استفاده شده است. در بخش عملی تحقیق از چشمهی گامای MV 6 شتابدهنده خطی الکترون واقع در بیمارستان میلاد اصفهان و فانتومی مکعب شکل حاوی آب استفاده شد. ناحیه آشکارساز که محل قرارگیری فیلمهای گافکرومیک است، مکعب مستطیلی از جنس پلکسیگلاس است که محل فرضی تومور و بافتهای سالم در دو طرف آن است و در داخل فانتوم قرار میگیرد. غلظتهای مختلفی از گادولینیوم به ناحیه تومور تزریق و فاکتور افزایش دز (DEF) در نواحی مختلف آشکارساز بررسی شد. با استفاده از بستهی نرمافزاری Geant4، فانتوم و آشکارساز شبیهسازی گردید. فاکتور افزایش دز در نواحی مختلف آشکارساز، برای چشمه پرتوهای ایکس کمانرژی، پرتوهای گامای MeV 2 (انرژی میانگین شتابدهنده خطی الکترون) و طیف انرژی فوتونهای حاصل از شتابدهنده خطی MV 6 و برای غلظتهای مختلف گادولینیوم محاسبه شد. بررسی نشان میدهد فاکتور افزایش دز با افزایش غلظت گادولینیوم افزایش مییابد. انرژی بهینه برای فاکتور افزایش دز در همه غلظتهای گادولینیوم در حدود keV 70 بهدست میآید و با افزایش انرژی فوتونها اثر آن کاهش پیدا میکند. در طیف انرژی MV 6 شاهد نوساناتی در مقدار DEF برای غلظتهای مختلف گادولینیوم هستیم که علت آن وجود طیف انرژی پایین و بالای انرژی فوتون است.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112409_fdf22c513c726fba7293461ea8a08ad8.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Measurement of entrance skin dose (ESD) by TLD dosimeters and its comparison with treatment design systems in GYN brachytherapyدزیمتری سطح پوست با استفاده از دزیمترهای ترمولومینسانس و مقایسه آن با سیستمهای طراحی درمان در براکیتراپی سرطان رحم374411241010.22052/9.2.37FAمینامرویگروه مهندسی هستهای-مهندسی پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهرانمهدیصالحی باروقگروه مهندسی هستهای-مهندسی پرتوپزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهرانسمیهغلامیگروه رادیو انکولوژی، انستیتو کانسر، مجتمع بیمارستانی امام خمینی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهرانJournal Article20220821Careful treatment planning of brachytherapy is an essential aspect of cancer treatment. The aim of this study was to evaluate the accuracy of calculations of treatment design system in GYN brachytherapy by BEBIG-60Co device by performing entrance skin dosimetry (ESD) using TLD dosimeters. For this study, 11 GYN cancer patients selected for brachytherapy to measure skin surface dosimetry. Finally, a comparison was made between the dose calculation from the treatment design system and the dose measured by the TLDs. In about 90% of the cases, there was a good agreement between the treatment dose calculation and the TLD measurement (taking into account the 5.5% uncertainty for the TLD). Increasing the dose in the anterior position of patients 5 and 11 can be due to the displacement of the applicator in the direction of length. For patient No. 8, moving the Ooid applicator to the right has led to an increase in dose and a decrease in the right and left directions. Several factors, such as the movement of markers on the patient's skin and the movement of applicators during patient transfer between imaging and treatment rooms, cause differences in the dose of TLDs compared to the dose of TPS. Therefore, the method of dosimetry of the skin surface can be a suitable method to confirm the accuracy of the dose in the treatment of GYN HDR.دقت در طراحی درمان براکیتراپی یک جنبه اساسی در درمان سرطان میباشد. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی دقت محاسبات سیستم طراحی درمان در براکیتراپی سرطان رحم، توسط دستگاه BEBIG-60Co با انجام دزیمتری سطحی پوست با استفاده از دزیمترهای ترمولومینسانس (TLD) میباشد. جهت انجام این تحقیق 11 بیمار دارای سرطان رحم انتخاب شده که تحت درمان براکیتراپی بودند. بهمنظور اندازهگیری دز سطح پوست، دزیمترهای TLDدقیقاً بر روی پوست بیمار در امتداد استخوان سمفیزیک پوبیس و سمت چپ/ راست لگن او قرار داده شدند. سرانجام مقایسهای بین محاسبه دز حاصل از سیستم طراحی درمان و دز اندازهگیری شده توسط دزیمترهای TLD انجام شد. حدود 90% از کل موارد بین محاسبات دز طراحی درمان و اندازهگیری TLD مطابقت خوبی وجود داشت. افزایش دز در وضعیت قدامی بیماران شماره 5 و 11 میتواند ناشی از جابهجایی اپلیکاتور در جهت طول باشد. برای بیمار شماره 8 حرکت اپلیکاتور اوئید به سمت راست منجر به افزایش دز و افت در جهتهای راست و چپ شد. چندین عامل مانند حرکت نشانگرها بر روی پوست بیمار و جابهجایی اپلیکاتورها در طول انتقال بیمار بین اتاقهای تصویربرداری و درمان باعث اختلاف دز TLD در مقایسه با مقدار دز طراحی درمان میباشد. بنابراین روش اندازهگیری دزیمتری سطح پوست میتواند یک روش مناسب برای تأیید صحت دز در درمان سرطان رحم با نرخ دز بالا باشد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112410_2cb22a238ceb5904157b506a2ada42b9.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Synthesis of calcium sulfate nanoparticles doped with Yb3+ impurities by co-precipitation method and investigation of its thermoluminescence behavior under gamma irradiationساخت نانوذرات کلسیمسولفات آلاییده شده با ناخالصی ایتربیم به روش شیمیایی همرسوبی و بررسی رفتار ترمولومینسانس آن در پرتودهی گاما455211241110.22052/9.2.45FAمحسنمحرابیگروه فیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهرصادقکریمیگروه فیزیک، دانشکده علوم و فناوری نانو و زیستی، دانشگاه خلیج فارس، بوشهرJournal Article20220821In this study, calcium sulfate nanoparticles doped with different percentages of ytterbium impurities were synthesized using the co-precipitation method. The structural properties and morphology of the nanoparticles were investigated by scanning electron microscopy (SEM) images and X-ray diffraction (XRD) patterns. Using the Williamson-Hall method an approximate size of 36 nm was obtained for the nanocrystallites. The results showed that nanoparticles synthesized with the presence of surfactant have a homogeneous and almost spherical structure. Also, the thermoluminescence glow curve following gamma irradiation and the photoluminescence spectrum of the samples were studied. The emission peak of photoluminescence at wavelength 1070 nm can be attributed to 2F5/2 to 2F7/2 transition. In addition, the results show that the nanoparticles synthesized in this method are sensitive to gamma rays at high doses and show a linear response in the range of 10 Gy up to 104 Gy. The fading of the samples during one month was about %10.در این تحقیق نانوذرات کلسیمسولفات آلاییده شده با درصدهای مختلفی از ناخالصی ایتربیم با استفاده از روش شیمیایی همرسوبی ساخته شدهاند. خصوصیات ساختاری و ظاهری نانوذرات بهوسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی پراش پرتوی ایکس مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش ویلیامسون-هال اندازه تقریبی 36 نانومتر برای ذرات بهدست آمد. نتایج بهدست آمده نشان میدهد که نانوذرات ساخته شده با حضور سرفکتنت ساختار همگن و تقریباً کرویشکل دارند. همچنین منحنی تابش ترمولومینسانس نسبت به پرتوی گاما و طیف فوتولومینسانس نمونهها مورد بررسی قرار گرفتند. در طیف گسیلی فوتولومینسانس نانوذرات یک قله مشخص در طولموج 1070 نانومتر دیده میشود که بهخوبی برای یونهای ایتربیم شناخته شدهاند و مربوط به انتقال الکترونی از ترازهای 2F5/2 به 2F7/2 میباشد. علاوهبراین نتایج نشان میدهد که ذرات ساخته شده در این روش در دزهای بالا به پرتو گاما حساس میباشند و در بازه 10 تا 104 گری از خود پاسخ خطی نشان میدهند. میزان محوشدگی نمونهها در طی یک ماه 10 درصد میباشد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112411_4ad0b523989293fb93d7f90f53c12aad.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Design and simulation of a tunable dual-band bandpass filter for detection and measurement of Wi-Fi waves exposureطراحی و شبیهسازی فیلتر دوبانده میانگذر تنظیمپذیر برای آشکارسازی و سنجش میزان تابش امواج وایفای535611241210.22052/9.2.53FAطاهرهبیکیگروه مهندسی برق و مخابرات، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهرانمیرشهرامحسینیپناهپژوهشکده راکتور و ایمنی هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهرانفرخحجت کاشانیگروه مهندسی برق و مخابرات، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20220821In this paper, a novel dual-band bandpass filter for the measurement and optimization of Wi-Fi waves exposure in the non-ionizing frequency range of 2.4 and 5 gigahertz, has been designed and simulated. In the novel proposed method for detection, initially the Wi-Fi waves have been filtered and then converted to the direct current signal in the detector. This filter consists of a complementary split ring resonator metamaterial and an interdigital capacitor which has been printed on a 50 ohms coplanar waveguide with the Rogers 3003 dielectric. In the equivalent circuit model of the bandpass filter, the complementary split ring resonator has been represented by a tank circuit which is in parallel with the coplanar waveguide. The interdigital coupling capacitor is in series with the waveguide. By adjusting the complementary split ring resonator radius and the interdigital capacitor length, the frequency of transmission poles of the filter can be tuned. The electromagnetic coupling mechanism in the components has been discussed. According to the results of the scattering parameters curve, the return loss at the transmission poles is more than 40 dB while the insertion loss in passbands is less than 0.3 dB.
در این مقاله، یک فیلتر جدید دوبانده میانگذر بهمنظور سنجش و بهینهسازی میزان تابش امواج وایفای در محدوده فرکانسی غیریونساز 2/4 و 5 گیگاهرتز طراحی و شبیهسازی شده است. در روش جدید ارائه شده برای آشکارسازی، امواج وایفای در ابتدا فیلتر و سپس در آشکارساز به سیگنال جریان مستقیم تبدیل شدند. این فیلتر از یک تشدیدگر فرامادهای مکمل حلقه شکافدار تشدیدی و یک خازن اینتردیجیتال تشکیل شده است که روی یک موجبر همسطح با دیالکتریک راجرز 3003 و امپدانس مشخصه 50 اهم چاپ شده است. در مدل مدار معادل فیلتر میانگذر فراماده مکمل حلقه شکافدار تشدیدی بهصورت یک مدار تانک نشان داده شد که با خط انتقال موجبر همسطح بهطور موازی قرار گرفت. خازن کوپلینگ اینتردیجیتال نیز به شکل سری با موجبر بسته شد. با تغییر شعاع مکمل حلقه شکافدار تشدیدی و طول خازن اینتردیجیتال فرکانس در قطبهای انتقالی فیلتر تنظیمپذیر گردید. سازوکار کوپلینگ الکترومغناطیسی حاکم بر المانها بیان شد. براساس نتایج حاصل از نمودار پارامترهای پراکندگی افت بازگشتی در قطبهای انتقالی بیشتر از 40 دسیبل و تلف انتقالی در باندهای میانگذر کمتر از 0/3 دسیبل بود.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112412_b2e3208f4e397a6ab2b81e4d89a41533.pdfانجمن حفاظت در برابر اشعه ایرانمجله سنجش و ایمنی پرتو2322597110220210522Evaluating the effects of the detectors thickness variations on image quality in Compton imagingارزیابی اثرات تغییر ضخامت آشکارسازها بر کیفیت تصویر در تصویربرداری توسط دوربین کامپتون576711241310.22052/9.2.57FAسید محمدرضاهاشمیگروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، گیلانپیوندطاهرپرورگروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، گیلانمحمدرزاقیگروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، گیلانJournal Article20220821The Compton camera has been developed to estimate high-energy gamma-ray sources distribution. The advantages of this modality over SPECT system are larger field of view, higher sensitivity, and wider energy range. All of the mentioned properties of this device caused to have special applications for use in nuclear medicine and especially hadron therapy. Image reconstruction in the Compton camera are more complex in comparison with conventional imaging systems. In this way, different methods based on the iteration method have been developed to reconstruct the images. In fact, image reconstruction in Compton camera is performed by using conical projections and cone surfaces which gamma rays are probably emitted from them. Finally, cone surfaces projected into the image matrix. The Compton scattering camera consists of two detectors, the detector closest to the source for the occurrence and recording of the Compton scattering in this detector, and the second detector located behind the primary detector (farther from the source) designed to absorbing the scattered photons (by the first detector). Position, energy and interaction time are stored by both detectors. Opening angle and the apex of the Compton cone can be calculated by using the amount of energy deposition in the two detectors and the location of the interactions. By having cone characteristics, cone surface is projected into the image space which allows to estimate the values of the traversed voxels. In this way, 3-D distribution of the source could be acquired by single-shot and without collimator. In this paper, the results of the Compton camera simulation in the GATE code are presented along with the written reconstruction algorithm. Then the effects of the detector thickness variations are evaluated by using a simulated phantom consisting of four radioactive spheres with different diameters. Image reconstruction was performed using LM-MLEM algorithm, which is based on the iterative method, in MATLAB software. The results of the image analysis show that the characteristic of the detector in the Compton camera along with iteration number have a strong impact on image quality.
دوربین کامپتون دستگاهی است که بهمنظور تصویربرداری از چشمههای گسیلنده گاما با انرژی بالا توسعه یافته است. مزیت این دوربین نسبت به دوربینهای تصویربرداری SPECT، در حساسیت، نحوه آشکارسازی پرتوهای گاما و استفاده از طیف وسیعی از انرژی پرتوهای گامای فرودی میباشد. تمامی موارد ذکرشده سبب گردیده که این دستگاه، کاربردهای ویژهای جهت استفاده در موارد تصویربرداری پزشکی هستهای و بهخصوص هادرونتراپی داشته باشد. از طرفی بازسازی تصویر در دوربین کامپتون، نسبت به مدلهای معمول بسیار پیچیدهتر است و در واقع با نگارههای سطح-مخروطی مواجه هستیم؛ که در این رابطه روشهای متفاوتی برمبنای روش تکرار بهمنظور بازسازی تصاویر توسعه یافته است. دوربین پراکندگی کامپتون شامل دو آشکارساز است که آشکارساز نزدیکتر به چشمه بهمنظور رخداد و ثبت پراکندگی کامپتون در این آشکارساز و دومین آشکارساز که در پشت آشکارساز ابتدایی قرار میگیرد (دورتر از چشمه)، برای جذب فوتونهای پراکنده شده (توسط آشکارساز اول) طراحی شده است. موقعیت، انرژی و زمان برهمکنش توسط هر دو آشکارساز محاسبه میشود. بهکمک انرژی نهشتیافته در دو آشکارساز و همچنین ثبت موقعیت برهمکنش، زاویه گشودگی و رأس مخروط کامپتون قابل محاسبه خواهد بود. در ادامه نیز با تصویرِ این مخروطها در فضای تصویر و یافتن نقاطی که پیکسلهای اختصاصیافته به مخروطها تراکم بیشتری دارند میتوان بازسازی تصویر را برای دوربین کامپتون و در یک رصد انجام داد. در این مقاله، شبیهسازی دوربین کامپتون در نرمافزار GATE صورت پذیرفته و اثرات تغییر ضخامت بر نحوه آشکارسازی دوربین کامپتون، برای یک فانتوم شامل چهار کره پرتوزا بررسی شده است. بازسازی تصویر بهکمک الگوریتم LM-MLEM در نرمافزار MATLAB انجام شده است. نتایج نشان میدهد که تخمین ضخامتهای بهینه برای آشکارساز پراکننده دوربین کامپتون، با توجه به الگوریتم متفاوت بازسازی و نیز توازن میان ثبت رویدادها در آشکارساز جاذب و پراکننده به شرایط تصویربرداری و نوع چشمه پرتوزا وابسته است، اگرچه برای آشکارساز جاذب، ضخامت مؤثر برای افزایش جذب هرچه بیشتر رویدادها مورد نیاز است. میزان تکرار بر کارایی الگوریتم تأثیر مستقیمی داشته و نیز مشخصات دوربین میتواند بر کیفیت تصویر، بهشدت تأثیرگذار باشد.
https://rsm.kashanu.ac.ir/article_112413_1680d740f6078fa7803f7e6d165c9b99.pdf