مطالعه دزیمتری چشـمه براکی‌تراپی (Theragenics, Model 200) 103Pd در فانتوم آب و بافت‌های مختلف توسط کد مونت‌کارلو GATE

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گیلان، رشت، گیلان

چکیده

براکی‌تراپی یکی از روش‌های مؤثر در درمان انواع تومورهای بدخیم موضعی می‌باشد. در این روش تعیین توزیع دز در اطراف چشمه‌های براکی‌تراپی قبل از استفاده بالینی در بدن بیمار از اهمیت زیادی برخوردار اســت. در این تحقیق پارامتــرهای دُزیمــــتری توصیه شده توســط کارگـــروه شمــاره 43 (TG-43U1) انجمن فیزیک‌پزشکی آمریکا (AAPM)، نظیر تابع دز شعاعی و تابع ناهمسانگردی چشمه براکی‌تراپی 103Pd، (Theragenics, Model 200) با استفاده از کــد شبیه‌سازی مونت‌کارلو GATE محاسبه شد و با داده‌های به‌دست آمده از سایر پژوهش‌ها مقایسه گردید. حداکثر اختلاف میانگین در محاسبه تابع دز شعاعی و تابع ناهمسانگردی به‌ترتیب حدود %9 و %8 می‌باشد. از سوی دیگر، از آنجا که ضریب تضعیف چشمه‌های براکی‌تراپی در فانتوم آب با بافت‌های مختلف متفاوت است، تأثیر بافت‌های مختلف بر پارامتر تابع دز شعاعی چشمه براکی‌تراپی 103Pd با استفاده از کد GATE 8.2 مورد بررسی قرار گرفت. اختلاف نسبی تابع دز شعاعی در بافت چربی، ماهیچه، پستان و مغز در مقایسه با فانتوم آب در فاصله شعاعی 5 سانتی‌متر به‌ترتیب حدود %153، %30، %35 و %29 بود. مقایسه نتایج حاصل از این حالت‌ها با زمانی که از فانتوم آب برای محاسبات استفاده می‌شود، نشا‌ن‌دهنده تفاوت محسوس دز جذبی در برخی از بافت‌ها نسبت بـه فـانتوم آب می‌باشد. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که علی‌رغم میانگین انرژی پایین و تغییرات شدید دُز با فاصله چشمه براکی‌تراپی 103Pd، پارامترهای دزیمتری را می‌توان با استفاده از کد GATE و انتخاب فهرست فیزیکی مناسب به‌خوبی مورد محاسبه قرار داد.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Dosimetric study of 103Pd Brachytherapy source (Theragenics, model 200) in water phantom and different tissues with GATE Monte Carlo code

نویسندگان [English]

  • Payvand Taherparvar
  • Zeinab Fardi
چکیده [English]

Brachytherapy is one of the most effective methods in the treatment of local malignant tumors. In this study, dosimetric parameters of 103Pd brachytherapy source Theragenics model 200 was estimated according to TG-43U1 protocol using GATE 8.1 Monte Carlo code. At first, validation of the GATE simulation for the seed was performed by some criteria consist of radial dose function and 2D anisotropy function inside liquid water according to the AAPM TG-43U1 recommendations. The maximum average deviations were found to be about 9% and 8% for radial dose function and anisotropy function, respectively. On the other hand, since the attenuation coefficient of the sources in the water phantom is different from that of various tissues, the effects of the various tissues on the radial dose function parameter of the 103Pd brachytherapy source were investigated using GATE 8.1 code. The relative deviation values of the radial dose function in the adipose, muscle, breast, and brain tissue compared with water phantom in the radial distance of 5cm were about 153%, 30%, 35%, and 29%, respectively. There is a good agreement between the results of this work and other study in calculation of dosimetric parameters of brachytherapy 103Pd source base on the recommendations of TG-43U1 protocol. The results show that the dosimetric parameters of 103Pd brachytherapy source can be accurately calculated using the GATE code in spite of low energy of radiation and high variation in dose rate with increasing distance from the center of the source. On the other hand, the results of the dose calculation in different phantom could be used in the clinical treatment planning systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Brachytherapy
  • 103Pd brachytherapy source
  • Dosimetric parameters
  • Monte Carlo
  • GATE Code

مراجع

[1] P. Taherparvar, Z. Fardi. Development of GATE Monte Carlo Code for Simulation and Dosimetry of New I-125 Seeds in Eye Plaque Brachytherapy, Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 55 (2021) 86-95. [2] R. Rajabi, P. Taherparvar. Monte Carlo dosimetry for a new 32P brachytherapy source using FLUKA code, Journal of contemporary brachytherapy, 11(1) (2019) 76-90. [3] Z. Fardi, P. Taherparvar. A Monte Carlo investigation of the dose distribution for new I-125 Low Dose Rate brachytherapy source in water and in different media, Polish Journal of Medical Physics and Engineering, 25(1) (2019) 15-22. [4] A. Moulavi, A. Binesh, H. Moslehitabar. Dose distribution and dosimetry parameters calculation of MED3633 palladium-103 source in water phantom using MCNP,4(1) (2006) 15-20. [5] B. Reniers, F. Verhaegen, S. Vynckier, The radial dose function of low-energy brachytherapy seeds in different solid phantoms: comparison between calculations with the EGSnrc and MCNP4C Monte Carlo codes and measurements, Physics in Medicine & Biology, 49(8) (2004) 1569-82. [6] M.J. Rivard, B.M. Coursey, L.A. DeWerd, W.F. Hanson, M. Saiful Huq, G.S. Ibbott, M.G. Mitch, R. Nath, J.F. Williamson. Update of AAPM Task Group No. 43 Report: A revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations, Medical physics, 31(3) (2004) 633-674. [7] J.I. Monroe, J.F. Williamson. Monte Carlo‐aided dosimetry of the Theragenics TheraSeed® Model 200 interstitial brachytherapy seed, Medical physics, 29(4) (2002) 609-621. [8] P. Taherparvar, A. Sadremomtaz. Development of GATE Monte Carlo simulation for a CsI pixelated gamma camera dedicated to high resolution animal SPECT, Australasian physical & engineering sciences in medicine, 41(4) (2018) 31-39. [9] P. Papadimitroulas, Using GATE for radiation therapy applications, Physica Medica, 32(3) (2016) 190-191. [10] H. Badry, L. Oufni, H. Ouabi, H. Hirayama. A Monte Carlo investigation of the dose distribution for 60Co high dose rate brachytherapy source in water and in different media, Applied Radiation and Isotopes, 136 (2018) 104-110. [11] M. Ghorbani, F. Salahshour, A. Haghparast, T.A. Moghaddas, C. Knaup. Effect of tissue composition on dose distribution in brachytherapy with various photon emitting sources, Journal of contemporary brachytherapy, 6(1) (2014) 54-67. [12] I.C.o.R. Units, Measurements. “Tissue substitutes in radiation dosimetry and measurement,” ICRU Report No. 44, (1989). [13] R. Taylor, G. Yegin, D. Rogers. Benchmarking brachydose: voxel based EGSnrc Monte Carlo calculations of TG‐43 dosimetry parameters, Medical physics, 34(2) (2007) 445-457. [14] J.F. Williamson. Monte Carlo modeling of the transverse‐axis dose distribution of the Model 200 interstitial brachytherapy source, Medical physics, 27(4) (2000) 643-654. [15] H. Rezaee, Z. Shakarami, M. Hosseini, M. Zabihzadeh, M. Feghhi. Dosimetric characteristics of 103 Pd (theragenices, model 200) brachytherapy source, Biomedical and Pharmacology Journal, 8 (2015) 15-23.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار