بررسی تأثیر هندسه کولیماتورهای اپلیکاتور میدان بزرگ والنسیا بر توزیع دز چشمه 75Se با استفاده از روش مونت کارلو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی پرتوپزشکی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

امروزه برای درمان ضایعات بزرگ پوستی که در محدوده  3cm-5cm قرار دارند، استفاده از اپلیکاتورهای چند مکان استقرار چشمه با چند کولیماتور قابل تعویض پیشنهاد داده شده است؛ به همین منظور در این تحقیق به ارزیابی پارامترهای دزیمتری اپلیکاتور پوست برای بررسی  تأثیر هندسه کولیماتورهای (3cm×5cm، 4cm و 5cm) اپلیکاتور میدان بزرگ والنسیا بر توزیع دز چشمه 75Se با استفاده از روش مونت کارلو پرداخته شد؛ نتایج نشان داد با کوچک تر شدن قطر کولیماتور  تأثیر قابل توجهی در میزان درصد دز عمقی در سطح، ضریب فاکتورخروجی و زمان درمان ایجاد نشد، و با افزایش عمق میزان درصد دز عمقی به شدت کاهش یافت. میزان نیم‌سایه‌ برای کولیماتورهای 4cm و 3cm×5cm (محور x) به ترتیب %17.2 و %42.2 افزایش یافت و برای کولیماتور 3cm×5cm (محور y) 5.6% کاهش یافته است. میزان همواری برای کولیماتورهای 4cm و 3cm×5cm (محور x) به ترتیب %57، %23.8 بهبود و برای کولیماتور 3cm×5cm (محور y) 3.8% افزایش یافته و میزان تقارن برای دیگر کولیماتورهای نسبت به کولیماتور 5cm بهبود یافته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of the geometry of the Valencia large field applicator collimators on the dose distribution of the 75Se source using the Monte Carlo method

نویسندگان [English]

  • Zahra Naghizadeh-Gharehlar
  • Asghar Hadadi
Department of Medical Radiation Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Recently, multi-position applicators with interchangeable collimators have been proposed for the treatment of skin lesions in the range of 3 cm to 5 cm; for this purpose, in this research, for investigating the effect of collimators(3 cm ×  5 cm, 4 cm, 5 cm) geometry of the large field Valencia applicator on the dose distribution of 75Se source, dosimetry parameters of the skin applicator were evaluated by the Monte Carlo method. Finally, it was found that by decreasing the diameter of the collimator, there was no significant effect on the output factor, treatment time, and depth dose percentage on the surface, and with the increase in depth, the depth dose percentage decreased sharply. The amount of penumbra increased by 17.2% and 42.2% for 4cm and 3 cm × 5 cm (x-axis) collimators, respectively, and decreased by 5.6% for  3 cm × 5 cm (y-axis) collimator. The amount of flatness for 4cm and 3cm×5cm(x-axis) collimators has improved by 57% and 23.8%, respectively, and for the 3 cm × 5 cm(y-axis) collimator it has increased by 3.8%; the amount of symmetry for other collimators has improved compared to the 5cm collimator.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 75Se source
  • collimator
  • Valencia large field applicator
  • dosimetry
  • Monte Carlo

مراجع

  1. A. Pashazadeh, A. Boese, M. Friebe. Radiation therapy techniques in the treatment of skin cancer: an overview of the current status and outlook. J. Dermatolog. Treat. 30 (8) (2019) 831-839.
  2. G. Famulari, P. Pater, S. A. Enger. Microdosimetric evaluation of current and alternative brachytherapy sources—a Geant4-DNA simulation study. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 100 (1) (2018) 270-277.
  3. J. Tien, D. W. Pinkham, Z. J. Chen. Feasibility of using multiple-dwell positions in 192Ir Leipzig-style brachytherapy surface applicators to expand target coverage and clinical application. Brachytherapy. 19 (4) (2020) 532-543.
  4. C. Candela‐Juan, Y. Niatsetski, R. Van Der Laarse, D. Granero, F. Ballester, J. Perez‐Calatayud, J. Vijande. Design and characterization of a new high‐dose‐rate brachytherapy Valencia applicator for larger skin lesions. Med. Phys. 43 (4) (2016) 1639-1648.
  5. H. Safigholi, A. S. Meigooni, W. Y. Song. Comparison of 192Ir, 169Yb, and 60Co high‐dose rate brachytherapy sources for skin cancer treatment. Med. Phys. 44(9) (2017) 4426-4436.
  6. A. Hadadi, S. Ghanavati. 75Se-A promising alternative to 192Ir for potential use in the skin cancer brachytherapy: A Monte Carlo simulation study using FLUKA code. Appl. Radiat. Isot. 197 (2023) 110786.
  7. A. V. Belousov, A. A. Belianov, G. A. Krusanov, A. P. Chernyaev. Simulation of 75 Se Encapsulated Sources for Their Potential Use in Brachytherapy. Moscow University Physics Bulletin. 73 (2018) 339-341.
  8. J. Pérez-Calatayud, D. Granero, F. Ballester, V. Puchades, E. Casal, A. Soriano, V. Crispín . A dosimetric study of Leipzig applicators. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 62 (2) (2005) 579-584.
  9. R. J. McConn, C. J. Gesh, R. T. Pagh, R. A. Rucker, R. Williams III. Compendium of material composition data for radiation transport modeling. Pacific Northwest National Lab.(PNNL), Richland, WA (United States), 2011.
  10. L. Murphy. The dosimetric effect of variations in source position on treatments using Leipzig-style brachytherapy skin applicators. Biomed. Phys. Eng. Express. 6 (1) (2020) 015031.
  11. G. Anagnostopoulos, M. Andrássy, D. Baltas. The Bebig Valencia-type skin applicators: dosimetric study and implementation of a dosimetric hybrid technique. Brachytherapy. 16 (5) (2017) 1044-1056.
  12. J. Borg, D. W. Rogers. Monte Carlo calculations of photon spectra in air from 192Ir sources. National Research Council Report PIRS-629r, Ontario, Canada, 1999.
  13. F. M. Khan, J. P. Gibbons. Khan's the physics of radiation therapy. Lippincott Williams & Wilkins, 2014.
  14. J. Perez-Calatayud, F. Ballester, R. K. Das, L. A. DeWerd, G. S. Ibbott, A. S. Meigooni, Z. Ouhib, M. J. Rivard, R. S. Sloboda, J. F. Williamson. Dose calculation for photon-emitting brachytherapy sources with average energy higher than 50 keV : Full report of the AAPM and ESTRO. Med. Phys. 39 (2012) 2904-2929.
  15. J. Borg, D. W. Rogers. Monte Carlo calculations of photon spectra in air from 192Ir sources. Nat. Res. Council Rep. PIRS-629r. Ontario, Canada, 1999.
  16. ICRP. Nuclear decay data for dosimetric calculations. ICRP Publication 107. Ann. ICRP 38.3, 2008.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار