بررسی میزان معادل دز نواحی حساس سر و گردن در پروتون‌تراپی نازوفارنکس با استفاده از کد مونت‌کارلو MCNPX

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه نیشابور، نیشابور، خراسان رضوی

چکیده

در این پژوهش به بررسی میزان معادل دز رسیده به نواحی حساس ناحیه سر و گردن در پروتون‌تراپی سرطان نازوفارنکس پرداخته شده است. برای این منظور، با استفاده از اطلاعات کلینیکی، یک تومور متوسط طراحی و درون فانتوم مرد بزرگسال ICRP < /span> جایگذاری شد. براساس داده‌های پزشکی، هشت جهت پرتودهی در اطراف گردن انتخاب شد. سپس با توجه به نوع و ضخامت بافت‌های قرار گرفته در مسیر پرتو در هر جهت، بیم مناسب طراحی گردید. از آن‌جایی که در مسیرهای تابش‌دهی دو نوع بافت نرم و استخوانی وجود دارند، ابتدا تأثیر وجود بافت استخوانی در جابه‌جایی قله براگ به دقت بررسی گردید. نتایج حاکی از آن است که به‌ازای اضافه کردن هر cm 1 بافت استخوان در مسیر قله براگ به‌طور میانگین بین 6/0 تا cm 8/0 به عقب کشیده می‌شود. هم‌چنین نشان داده شد که میزان جابه‌جایی قله درنتیجه افزایش ضخامت استخوان به‌ازای هر انرژی از یک تابع درجه دوم تبعیت می‌کند. سپس با توجه به وسعت حجمی تومور و با استفاده از نتایج حاصل شده، پیوستار گسترده بیم پروتون بهینه برای هر مسیر تابش‌دهی طراحی گردید. هشت مسیر پرتودهی در این پژوهش درنظر گرفته شده و معادل دز نواحی مختلف سر و گردن در هر مسیر و در مجموع به‌ازای معادل دز درمانی تومور محاسبه گردید. نتایج نشان می‌دهند که در مجموع مغز و تیروئید بیش‌ترین معادل دز را دارند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Studying dose equivalents of radio-sensitive organs in head and neck region during nasopharynx proton therapy using Monte Carlo MCNPX code

نویسندگان [English]

  • Alireza Vejdani Noghreiyan
  • Fatemeh Saraei
  • Atiyeh Ebrahimi Khankook
چکیده [English]

In the present work, dose equivalents of radiosensitive organs in head and neck region have been calculated during nasopharynx proton therapy. For this purpose, a middle-size tumor was designed with the use of clinical information, and was then incorporated into the adult male ICRP phantom. According to the medical data, eight radiation paths around the neck were selected. After that, appropriate proton beams for each radiation paths were designed considering the type and thickness of tissues in the beam path. Since both of soft tissue and bone are existed in pathways of radiation, firstly, the effect of the existence of bone tissue in the path of protons on the position of the Bragg peak was studied. Results showed that when the thickness of bone tissue within the phantom increased by 1 cm, the Bragg peak was pulled back about 0.6 to 0.8 cm. It was also found that the displacement of the Bragg peak by increasing the bone thickness follows a polynomial function for each proton energy. Considering the thickness of the tumor, optimized SOBP were designed for each of eight directions. Finally, doses to different sensitive organs of head and neck region were computed in terms of the therapeutic dose of the tumor. Results indicated that thyroid and brain received higher doses in comparison with other organs.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nasopharynx
  • Proton therapy
  • Bragg peak
  • SOBP
  • MCNPX code

مراجع

[1] C.A. Perez, L.V. Ackerman, W.B. Mill, J.H. Ogura and W.E. Powers. Cancer of the nasopharynx. Factors influencing prognosis, Cancer, 24(1) (1969) 1–17. [2] J.D. Cox and K.K. Ang. Radiation Oncology E-Book: Rationale, Technique, Results, Elsevier Health Sciences, (2009). [3] C.P. Titcomb. High incidence of nasopharyngeal carcinoma in Asia, Journal of Insurance Medicine-New York, 33(3) (2001) 235–238. [4] A. Safavi-Naini, N. Raad, J. Ghorbani, S. Chaibakhsh and R. Ramezani-Daryasar. Incidence trends and geographical distribution of nasopharyngeal carcinoma in Iran, Iranian Journal of Cancer Prevention, 8(1) (2015) 24–28. [5] B. Brennan. Nasopharyngeal carcinoma, Orphanet Journal of Rare Disease, 1(23) (2006) 1–5. [6] A.T.C. Chan, P.M.L. Teo, T.W.T. Leung, S.F. Leung, W.Y. Lee, W. Yeo, P.H.K. Choi and P.J. Johnson. A prospective randomized study of chemotherapy adjunctive to definitive radiotherapy in advanced nasopharyngeal carcinoma, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 33(3) (1995) 569–577. [7] G. Sanguineti, F.B. Geara, A.S. Garden, S.L. Tucker, K.K. Ang, W.H. Morrison and L.J. Peters. Carcinoma of the nasopharynx treated by radiotherapy alone: determinants of local and regional control, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 37(5) (1997) 985–996. [8] P. Xia, K.K. Fu, G.W. Wong, C. Akazawa and L.J. Verhey. Comparison of treatment plans involving intensity-modulated radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 48(2) (2000) 329–337. [9] N. Lee, P. Xia, J.M. Quivey, K. Sultanem, I. Poon, C. Akazawa, P. Akazawa, V. Weinberg and K.K. Fu. Intensity-modulated radiotherapy in the treatment of nasopharyngeal carcinoma: an update of the UCSF experience. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 53(1) (2002) 12–22. [10] M.K.M. Kam, P.M.L. Teo, R.M.C. Chau, K.Y. Cheung, P.H.K. Choi, W.H. Kwan, S.F. Leung, B. Zee, and A.T.C. Chan. Treatment of nasopharyngeal carcinoma with intensity-modulated radiotherapy: the Hong Kong experience, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 60(5) (2004) 1440–1450. [11] L. Widesott, A. Pierelli, C. Fiorino, I. Dell'Oca, S. Broggi, G.M. Cattaneo, N. Di Muzio, F. Fazio, R. Calandrino and M. Schwarz. Intensity-modulated proton therapy versus helical tomotherapy in nasopharynx cancer: planning comparison and NTCP evaluation, International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, 72(2) (2008) 589–596. [12] H. Paganetti. Series in medical physics and biomedical engineering: Proton therapy physics, CRC press, Taylor & Francis group (2012). [13] ICRP. Adult Reference Computational Phantoms, ICRP Publication 110, (2009). [15] D. Pelowitz. MCNPX User’s Manual, Version .6.0. Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA (2008). [16] D.T. Chua, J.S. Sham, W.I. Wei, W.K. Ho and G.K. Au. The predictive value of the 1997 American Joint Committee on Cancer stage classification in determining failure patterns in nasopharyngeal carcinoma, Cancer: Interdisciplinary International Journal of the American Cancer Society. 92(11) (2001) 2845–2855. [17] F.M. Khan and J.P. Gibbons. Khan's the physics of radiation therapy, Lippincott Williams & Wilkins; (2014).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار