بررسی اثر تغییرات ابعاد چشمه های براکی تراپی با آهنگ دز بالا در کمیت های دزیمتری با ابزار مونت کارلوی GEANT4

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 گروه فیزیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران

چکیده

در این تحقیق، چشمه‌ی استاندارد BEBIG با ابزار مونت کارلوی GEANT4شبیه‌سازی و توزیع دز دوبعدی و عامل هندسی برای چشمه‎ی خطی و چشمه‌ی استوانه‌ای محاسبه شد. در چشمه‌ی استاندارد BEBIG تغییر ابعادی بدون تغییر حجم با ثابت بودن اکتیویته، اعمال شد و با طراحی جدید، عامل هندسی برای چشمه‎ی خطی و چشمه‌ی استوانه‌ای محاسبه گردید. برای هر دو چشمه، با داشتن آهنگ دز چشمه و عامل هندسی استوانه‌ای، تابع ناهمسانگردی و تابع دز شعاعی محاسبه شده‌اند. مقدار دز برای هر دو چشمه‌ی BEBIG استاندارد و BEBIG تغییر ابعاد داده شده در نزدیکی آن‌ها خیلی زیاد است و با دور شدن از چشمه این مقدار کاهش یافته است. عامل هندسی در روش مونت کارلو برای چشمه‌ی BEBIG تغییر ابعاد داده شده ضروری به نظر می‌رسد؛ اما برای چشمه‌ی BEBIG استاندارد قابل تقریب است. در فواصل نزدیک چشمه‌ی تغییر ابعاد داده شده ناهمسانگردی خیلی کاهش یافته؛ بنابراین برای تومورهای هدف توزیع دز یکدست‌تر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of changes in the dimensions of high dose rate brachytherapy sources on dosimetry quantities using GEANT4

نویسندگان [English]

  • Shahnaz Shafie 1
  • Ali Asghar Mowlavi 2
  • Zahra Sadat Sajjadi 1
1 Department of Physics, Payame Noor Universiy, Po Box 19395-3697 Tehran, Iran
2 Department of Physics, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
چکیده [English]

In this study, the BEBIG standard source was simulated in the GEANT4 Monte Carlo tools and the two-dimensional dose distribution was calculated. Then, the geometry factor was calculated for the linear source and the cylindrical source. In the standard BEBIG source, a dimensional change was created without changing the volume with constant activity, and with the new design, the geometry factor was calculated for the linear source and the cylindrical source. For both sources, given the source dose rate and cylindrical geometry function, the anisotropy function and radial dose function were calculated. The dose rate for both the standard BEBIG and the scaled-up BEBIG sources is very high near them and this value decreases as the distance from the sources increases. The geometry factor in the Monte Carlo calculation method for the BEBIG source is necessary when the given dimensions are changed, but it is approximated for the standard BEBIG source. At close distances from the source, the anisotropy is greatly reduced; therefore, the dose distribution to the target tumors is more uniform.

کلیدواژه‌ها [English]

  • BEBIG source
  • Dosimetry quantities
  • GEANT4
  • TG-43U1 protocol
  • Geometry factor

مراجع

  1. 1. Elboukhari, S. Elboukhari, K. Yamni, H. Ouabi, T. Bouassa, L. Ait Mlouk. Comparative dosimetric study between 60 Co and 192 Ir BEBIG high dose rate sources, Used in Brachytherapy, using Monte Carlo N-particle extended. Dosimetry. IntechOpen. (2022).
  2. D. Granero, J. Pérez‐Calatayud, F. Ballester. Dosimetric study of a new Co‐60 source used in brachytherapy. Med. Phys. 34. (9) (2007) 3485-3488.
  3. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis, H. Araujo, P. Arce, M. Asai, D. Axen, S. Banerjee, G. Barrand, F. Behner, L. Bellagamba, J. Boudreau, L. Broglia, A. Brunengo, H. Burkhardt, S. Chauvie, J. Chuma, R. Chytracek, G. Cooperman, G. Cosmo, P. Degtyarenko, A. Dell'Acqua, G. Depaola, D. Dietrich, R. Enami, A. Feliciello, C. Ferguson, H. Fesefeldt, G. Folger, F. Foppiano, A. Forti, S. Garelli, S. Giani, R. Giannitrapani, D. Gibin, J.J. Gómez Cadenas, I. González, G. Gracia Abril, G. Greeniaus, W. Greiner, V. Grichine, A. Grossheim, S. Guatelli, P. Gumplinger, R. Hamatsu, K. Hashimoto, H. Hasui, A. Heikkinen, A. Howard, V. Ivanchenko, A. Johnson, F.W. Jones, J. Kallenbach, N. Kanaya, M. Kawabata, Y. Kawabata, M. Kawaguti, S. Kelner, P. Kent, A. Kimura, T. Kodama, R. Kokoulin, M. Kossov, H. Kurashige, E. Lamanna, T. Lampén, V. Lara, V. Lefebure, F. Lei, M. Liendl, W. Lockman, F. Longo, S. Magni, M. Maire, E. Medernach, K. Minamimoto, P. Mora de Freitas, Y. Morita, K. Murakami, M. Nagamatu, R. Nartallo, P. Nieminen, T. Nishimura, K. Ohtsubo, M. Okamura, S. O'Neale, Y. Oohata, K. Paech, J. Perl, A. Pfeiffer, M.G. Pia, F. Ranjard, A. Rybin, S. Sadilov, E. Di Salvo, G. Santin, T. Sasaki, N. Savvas, Y. Sawada, S. Scherer, S. Sei, V. Sirotenko, D. Smith, N. Starkov, H. Stoecker, J. Sulkimo, M. Takahata, S. Tanaka, E. Tcherniaev, E. Safai Tehrani, M. Tropeano, P. Truscott, H. Uno, L. Urban, P. Urban, M. Verderi, A. Walkden, W. Wander, H. Weber, J.P. Wellisch, T. Wenaus, D.C. Williams, D. Wright, T. Yamada, H. Yoshida, D. Zschiesche. Geant4—a simulation toolkit. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sec. A: Accelerators 506 (3) (2003) 250-303.
  4. M. J. Rivard, B. M. Coursey, L. A. DeWerd, W. F. Hanson, M. S. 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. Med. Phys. 31 (3) (2004) 633-674.
  5. M. Joya, H. A. Nedaie, G.e Geraily, M. Ghorbani, P. Sheikhzadeh, M. Naraqi Arani. BEBIG 60Co HDR brachytherapy source dosimetric parameters validation using GATE Geant4-based simulation code. Heliyon 8 (3) (2022) e09168.
  6. S. Saghamanesh, A. Karimian, M. Abdi. Absorbed dose assessment of cardiac and other tissues around the cardiovascular system in brachytherapy with 90Sr/90Y source by Monte Carlo simulation. Radiat. Prot. Dosimetry 147 (1-2) (2011) 296-299.
  7. S. Bhola, T. P. Selvam, S. Sridhar, R. S. Vishwakarma. An analytic approach to the dosimetry of a new BEBIG 60Co high-dose-rate brachytherapy source. J. Med. Phys. 37 (3) (2012) 129-137.
  8. T. P. Selvam, S. Bhola. EGSnrc‐based dosimetric study of the BEBIG HDR brachytherapy sources. Med. Phys. 37 (3) (2010) 1365-1370.
  9. M. Marvi, M. Salehi Barough, S. Gholami. Measurement of entrance skin dose (ESD) by TLD dosimeters and its comparison with treatment design systems in GYN brachytherapy. J. Radiat. Safety Measurement 10 (2) (2021) 37-44.
  10. D. Baltas, L. Sakelliou, N. Zamboglou. The Physics of Modern Brachytherapy for Oncology. CRC Press, New York, 2006.
  11. R. P. King, R. S. Anderson, M. D. Mills. Geometry function of a linear brachytherapy source.  J. Appl. Clinical Med. Phys. 2 (2) (2001) 69-72.
  12. BEBIG Medical. Cobalt-60 source for HDR brachytherapy. Available from: https://www.bebigmedical.com/product/34.html.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار