تعیین دقیق مقادیر S سلولی برای چشمه های تک انرژی الکترون و رادیونوکلیدهای گسیلنده بتا با استفاده از کد مونت کارلوی GEANT4

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشگاه صنعتی شریف

10.22052/6.1.57

چکیده

در این مقاله، محاسبه مقادیر S با استفاده از شبیه­سازی تک سلول در کد مونت­کارلوی Geant4 ابزار Geant4-DNA برای چشمه­های تک انرژی الکترون با محدوده انرژی keV 1 تا keV 70 و برای دو رادیونوکلید گسیلنده الکترون اوژه ایندیوم-111 و تکنسیوم-m99 در آب مایع انجام گردید. مقادیر S حاصل با مقادیر داده شده توسط کمیته MIRD مقایسه و درصد تفاوت بین آن­ها محاسبه گردید. اگرچه در اکثر موارد این تفاوت کم­تر از 20 درصد تعیین شد، اما در برخی موارد تفاوت­های بیش­تری نیز مشاهده گردید. نتایج حاصل از این مقاله دارای توافق خوبی با مطالعات سایرین در این زمینه است. این پژوهش گامی مهم در جهت انجام دزیمتری در ابعاد سلولی و استفاده از نتایج آن­ها در راستای بهبود طراحی درمان در کشور می­باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Accurate determination of cellular S-values for monoenergetic electron sources and beta emitting radionuclides using Geant4-DNA Monte Carlo code

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Fathi 1
  • Fereshte Saheli 2
  • Mojtaba Shamsaeezafarghandi 1
  • Naser Vosoghi 2
1
2
چکیده [English]

In this paper, cellular S-values for monoenergetic electron sources with energy from 1 to 70keV and the Auger-electron emitting radionuclides Tc-99m and In-111 were calculated in liquid water using the Geant4 Monte Carlo toolkit with the low energy extension Geant4-DNA. The results were compared to corresponding MIRD database and the differences were calculated. Differences between Geant4-DNA and MIRD results up to 70% were found; However, for the present monoenergetic sources and radionuclides, they mostly remain below 20%. Calculated S-values in this paper, were in good agreement to S-values obtained in the other literatures. This study is an important step for performing cellular dosimetry which the results would improve the treatment planning in the country.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MIRD
  • Microdosimetry
  • Geant4 code
  • Geant4-DNA toolkit
  • S-values

مراجع

[1] M. Šefl, S. Incerti, G. Papamichael and G. Emfietzoglou. Calculation of cellular S-values using Geant4-DNA: The effect of cell geometry. Applied Radiation and Isotopes. 104 (2015) 113–123. [2] T. André, F. Morini, M. Karamitros, R. Delorme, C. Le Loirec, L. Campos, C. Champion, J.E. Groetz, M. Fromm, M.C. Bordage and Y. Perrot. Comparison of Geant4-DNA simulation of S-values with other Monte Carlo codes. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 319 (2014) 87–94. [3] M. Tajik-Mansoury, H. Rajabi and H. Mozdarani. Cellular S-value of beta emitter radionuclide’s determined using Geant4 Monte Carlo toolbox, comparison to MIRD S-values. Iran J Nucl Med. 24 (2016) 37–45. [4] E. Rojas-Calderón, E. Torres-García and O. Ávila. Dose per unit cumulated activity (S-values) for e and beta emitting radionuclides in cancer cell models calculated by Monte Carlo simulation. Applied Radiation and Isotopes. 90 (2014) 229–233. [5] S. Goddu, R. Howell, L. Bouchet, W. Bolch and D. Rao. MIRD Cellular S-Values: Self-Absorbed Dose per Unit Cumulated Activity for Selected Radionuclides and Monoenergetic Electron and Alpha Particle Emitters Incorporated into Different Cell Compartments. Reston, VA: Society of Nuclear Medicine. 15 (1997). [6] S. Goddu, R. Howell and D. Rao. Cellular Dosimetry: Absorbed Fractions for Monoenergetic Electron and Alpha Particle Sources and S-Values for Radionuclides Uniformly Distributed in Different Cell Compartments. J Nucl Med. 35 (1994) 303–31. [7] Z. Cai, J. Pignol, C. Chan and R. Reilly. Cellular Dosimetry of 111In Using Monte Carlo N-Particle Computer Code: Comparison with Analytic Methods and Correlation with In Vitro Cytotoxicity. J Nucl Med. 51 (2010) 462–470. [8] S. Incerti, A. Ivanchenko, M. Karamitros, A. Mantero, P. Moretto, H. Tran, B. Mascialino, C. Champion, V. Ivanchenko, M. Bernal, Z. Francis, C. Villagrasa, G. Baldacchino, P. Gueye, R. Capra, P. Nieminen and C. Zacharatou. Comparison of GEANT4 very low energy cross section models with experimental data in water. Med Phys. 37 (2010) 4692–4708. [9] R. Howell. Radiation spectra for Auger-electron emitting radionuclides: Report No. 2 of AAPM Nuclear Medicine Task Group No. 6. Med Phys.19 (1992) 1371–83. [10] D. Emfietzoglou, C. Bousis, C. Hindorf, A. Fotopoulos, A. Pathak and K. Kostarelos. A Monte Carlo study of energy deposition at the sub-cellular level for application to targeted radionuclide therapy with low-energy electron emitters. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. 256 (2007) 547–553.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار