مطالعه دزیمتری مبتنی بر شبیه سازی برای الکترون درمانی در حین جراحی سینه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک هسته ای و ذرات بنیادی، دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان، دامغان، ایران

2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژو هشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران

چکیده

الکترون درمانی حین عمل جراحی روش نسبتاً جدید تابش مستقیم پرتوهای یونیزان به تومور و یا بستر آن در حین عمل جراحی است. به‌منظور درمان مناسب هدف مورد نظر، لازم است که منحنی دز تابشی و حفاظ استفاده شده برای حفاظت بافت و ارگان‌های سالم مورد بررسی قرار گیرد. پرتودرمانی حین جراحی سینه نیازمند حفاظت بافت ­های زیر حجم هدف مانند قلب و ریه می باشد. در این شرایط، یک لایه نازک از مواد با Z  بالا بین بافت درمان (سینه) و بخش حیاتی زیرین قرار می‌گیرد. با استفاده از کد  MCNPX بافت سینه، حفاظ و ریه به‌صورت سه استوانه هم محور تحت تابش الکترون‌های 6، 9 ، 12 و 18 مگاالکترون ولت قرار گرفتند. میزان شار و دز الکترون و فوتون‌های ثانویه در بافت­های مختلف محاسبه شد. بررسی‌ها نشان دادند برای الکترون‌های 6 مگاالکترون ولت استفاده از حفاظ بر میزان دز دریافتی بافت‌های اطراف سینه، تأثیر ناچیزی دارد. در انرژی های 9 و 12 مگا ولت، محافظ Al-Pb و محافظ St-PMMA تقریباً عملکرد یکسانی در کاهش مقدار دوز دریافتی توسط بافت های اطراف سینه دارند. در انرژی 18 مگاالکترون ولت، جاذب Al-Pb نسبت به جاذب St-PMMA در  کاهش دز دریافتی ارگان‌های مجاور بافت سینه، عملکرد مناسب‌تری دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A simulation based dosimetric study for electron therapy during breast surgery

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Tajik 1
  • Hasan Ranjbar 2
1 Department of Physics, University of Damghan, Damghan, Iran
2 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

Intraoperative electron radiotherapy (IOERT) is a relatively new method of direct ionizing radiation to the tumor or tumor bed during surgery. In order to properly treat the intended target, it is necessary to examine the radiation dose curves and the shield used to protect healthy tissues and organs. In particular, radiation therapy during breast surgery requires the protection of critical tissues within the field and underlying the target volume such as the heart and lungs. In this case, a thin layer of high-Z material is placed between the treated (breast) tissue and the underlying vital tissue. The breast, lung, and radiation shield were geometrically considered as three coaxial cylinders. Using the MCNPX code, breast tissue, shield, and lung were irradiated with 6, 9, and 12 MeV electrons. The flux and dose of electrons and secondary photons in different tissues were calculated. Investigations showed that for 6 MeV electrons, the use of shielding has a negligible effect on the amount of dose received by the tissues around the breast. At energies of 9 and 12 MeV, Al-Pb shielding and St-PMMA shielding have almost the same performance in reducing the amount of dose received by the tissues around the breast. At the energy of 18 MeV, the Al-Pb shielding has a better performance than the St-PMMA shielding in reducing the dose received by the organs adjacent to the breast tissue.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electron therapy
  • Dose
  • Shield
  • MCNPX code
  • Breast tissue
  1. C. G. Willett, B. G. Czito, D. S. Tyler. Intraoperative radiation therapy. J. Clin. Oncology 25 (8) (2007) 971-977.
  2. J. R. Palta, P. J. Biggs, J. D. Hazle, M. S. Huq, R. A. Dahl, T. G. Ochran, J. Soen, R. R. Dobelbower, E. C. McCullough. Intraoperative electron beam radiation therapy: technique, dosimetry, and dose specification: report of task force 48 of the Radiation Therapy Committee, American Association of Physicists in Medicine. Int. J. Radiat. Oncology Biol. Phys. 33 (3) (1995) 725-746.
  3. A. Soriani, G. Felici, M. Fantini, M. Paolucci, O. Borla, G. Evangelisti, M. Benassi, L. Strigari. Radiation protection measurements around a 12 MeV mobile dedicated IORT accelerator. Medical Physics 37 (3) (2010) 995-1003.
  4. A. Esposito, T. Sakellaris, P. Limede, F. Costa, L. T. Cunha, A. G. Dias, J. Lencart, S. Sarmento, C. C. Rosa. Effects of shielding on pelvic and abdominal IORT dose distributions. Phys. Med.11 (2016) 1397-1404.
  5. S. Darby, P. McGale, C. Correa, C. Taylor, R. Arriagada, M. Clarke, D. Cutter, C. Davies, M. Ewertz, J. Godwin, R. Gray, L. Pierce, T. Whelan, Y. Wang, R. Peto. Effect of radiotherapy after breast-conserving surgery on 10-year recurrence and 15- year breast cancer death: meta-analysis of individual patient data for 10, 801 women in 17 randomised trials. Lancet. 378 (9804) (2011) 1707-1716.
  6. P. McGale, C. Taylor, C. Correa, D. Cutter, F. Duane, M. Ewertz, R. GrayG. MannuR. PetoT. WhelanY. WangZ. WangS. Darby. Effect of radiotherapy after mastectomy and axillary surgery on 10-year recurrence and 20-year breast cancer mortality: meta-analysis of individual patient data for 8135 women in 22 randomised trials. Lancet. 383 (9935) (2014) 2127-2135.
  7. CRP, Adult Reference Computational Phantoms. ICRP Publication 110. Ann. ICRP 39 (2) (2009).
  8. A. Martignano, L. Menegotti, A. Valentini. Monte Carlo investigation of breast intraoperative radiation therapy with metal attenuator plates. Med. Phys. 34 (2007) 4578-4584.