پژوهشگر

همکاران پژوهشگر

چکیده پژوهش

تعیین دوز دریافتی پوست در جریان پرتودرمانی جهت جلوگیری از عوارض ناشی از تابش بیش از حد تحمل پوست و همچنین اطمینان از انتقال دوز کافی به پوست در مواردی که پوست در حجم هدف قرار دارد، اهمیت زیادی دارد. الگوریتمهای محاسبه دوز در سیستم های طراحی درمان قادر به اندازه گیری صحیح دوز سطحی به علت عدم تعادل الکترونی و شرایط پراکندگی پرتوها در این ناحیه نیستند (3, 7, 8). اندازه گیری دقیق دوز سطحی نیاز به تجهیزات خاص (اتاقک یونش اکستراپولیشن) و صرف زمان زیاد دارد. در این شرایط روش محاسباتی مونته کارلو به عنوان استاندارد طلایی برای محاسبه دوز سطحی توصیه شده است(4). نتایج محاسبات دوز سطحی با استفاده از مدل محاسباتی توسعه داده شده با استفاده از مدل سر شتابدهند‌ی خطیSiemence Primus و فانتوم مجازی توموگرافیک بیمار توافق قابل قبولی با نتایج دوز پوست اندازه گیری شده با استفاده از فیلم رادیوکرومیک داشت. مدل محاسباتی اعتبارسنجی شده می تواند برای تخمین دوز پوست در بیماران تحت پرتودرمانی با فوتون 6 MV شتابدهنده خطی مورد اشاره استفاده شود. روش اجرا تعیین دوز سطحی در این مطالعه به سه روش، دو روش محاسباتی و یک روش اندازه گیری انجام خواهد شد. الف) محاسبه به روش شبیه سازی مونته کارلو: در روش شبیه سازی چشمه تابش و ماده تحت تابش هر دو بر اساس ژئومتری دستگاه شتابدهنده و فانتوم مورد نظر مدل‌سازی می شوند. به این منظور مراحل زیر انجام خواهد شد: 1. در ابتدا مدل فوتون 6 MV شتابدهنده خطی Oncor, Siemense توسط کد کاربری BEAMnrc از سیستم کد EGSnrc ایجاد می شود(34). کد کاربری BEAMnrc امکان ساخت مدل شتابدهنده با استفاده از ماژولهای قابل تعریف بر اساس مشخصات سر دستگاه را فراهم می کند. 2. ساخت فانتوم های هموژن آب و غیرهموژن سر و تنه مجازی توسط کد کاربری Dosxyznrc انجام می شود. محاسبات دوز سطحی حاصل از تابش فانتومهای مجازی با مدل پرتو ایجاد شده نیز با استفاده از کد کاربری Dosxyznrc صورت می گیرد. 3. جهت اعتبارسنجی مدل، توزیع دوز عمقی و لترال منتقل شده از مدل سر دستگاه به مدل فانتوم آب محاسبه و با توزیع های دوز اندازه گیری شده در فانتوم آب واقعی مقایسه می شود. در صورت منطبق بودن توزیع دوز محاسبه شده و اندازه گیری شده بر اساس معیارهای استاندارد، مدل سر دستگاه به عنوان یک مدل معتبر برای ادامه محاسبات دوز می تواند مورد استفاده قرار گیرد. 4. بعد از اعتبارسنجی مدل ایجاد شده در ژئومتری ساده فانتوم هموژن آب، مدل سر دستگاه قابل استفاده برای محاسبه دوز ناشی از پلنهای درمانی مورد نظر در فانتومهای پیچیده توموگرافیک خواهد بود. زیر برنامه ی ct create امکان ساخت فانتوم مجازی با استفاده از الگوی تصاویر توموگرافیک بیمار یا هر فانتوم فیزیکی را ایجاد می کند. 5. بعد از تهیه مدل سر دستگاه شتابدهنده و فانتوم توموگرافیک بیمار، محاسبه دوز دریافتی پوست در پلنهای مختلف درمانی تومورهای ناحیه سر و گردن انجام خواهد شد. ب) محاسبه توسط سیستم طراحی درمان: از نتایج محاسبات دوز دریافتی پوست در پلن های درمانی مختلف طراحی شده برای درمان تومورهای سر و گردن انجام شده توسط TPS استفاده می شود. این داده ها در جریان انجام طراحی درمان بیماران محاسبه شده و با مراجعه به TPS قابل دستیابی هستند. ج) اندازه گیری توسط فیلم رادیوکرومیک: دوزیمتر منتخب در این مطالعه فیلم رادیوکرومیک با قابلیت اندازه گیری توزیع دوز با رزولوشن فضایی بالا و عمق اندازه گیری مناسب برای اندازه گیری دوز پوست است. این نوع دوزیمتر نیاز به پردازش نداشته و تغییر رنگ فیلم در اثر دریافت تابش یونیزان، شاخص میزان دوز دریافتی است. فیلمها قبل از اندازه گیری طبق پروتکل پیشنهادی Device و همکارانش کالیبره خواهند شد(35). به این منظور فیلمها در 10 گروه هر گروه شامل 4 قطعه فیلم با مقادیر دوز متفاوت مورد تابش قرار خواهند گرفت. کالیبراسیون فیلمها با پرتوهای فوتون 6 MV شتابدهنده Oncor در عمق دوز ماکزیمم در فانتوم آب جامد انجام خواهد گرفت. فیلمها قبل از تابش و 48 ساعت بعد از تابش توسط اسکنر Microteck با قابلیت تهیه اسکن عبوری مورد اسکن قرار می گیرند. جهت تعیین میزان تغییر دانسیته فیلمها در اثر پرتوگیری، تصاویر بدست آورده از اسکنر توسط روتین طراحی شده در محیط نرم افزار MATLAB مورد بررسی و مقادیر دانسیته اپتیکی قطعات فیلم تعیین خواهند شد. با توجه به مقادیر دوز منتقل شده به فیلمها و تغییر دانسیته ایجاد شده، منحنی کالیبراسیون تهیه می شود. برای هر یک از بیماران تحت پرتودرمانی با پلنهای متفاوت تومورهای ناحیه سر و گردن، قطعاتی از فیلم در مواضع با احتمال سوختگی تعیین شده توسط آنکولوژیست قرار گرفته و بعد از تابش تغییر دانسیته فیلم با تهیه اسکن اندازه گیری و دوز دریافتی با استفاده از منحنی کالیبراسیون تعیین شده، اندازه گیری خواهد شد. معیار ورود بیماران به مطالعه، پلن درمانی طراحی شده برای بیماران است. از آنجا که هدف اندازه گیری و محاسبه دوز پوست ناشی از پرتودرمانی بدخیمی های سر و گردن با پلنهای مختلف درمانی است، از این رو از هر نوع طرح درمان رایج در درمان بدخیمی های این ناحیه بیماری انتخاب خواهد شد. از آنجا که در مورد هر بیمار اندازه گیری در یک جلسه طرح مانع و مشکلی در روند درمان بیماران ایجاد نخواهد کرد، و از طرفی بررسی پارامترهای موثر بر دوز پوست هدف کاربردی این مطالعه است، ملاک خاصی برای انتخاب بیمار یا مانعی برای عدم پذیرش بیمار برای شرکت در مطالعه وجود ندارد. ا انجام می شود، همکاری مستمر بیمار در مطالعه مود نیاز نبوده و بنابراین تجزیه و تحلیل داده های شبیه سازی شده توسط کد کاربری statdose موجود در سیستم کد شبیه سازی Egsnrc انجام می شود. اما بعد از بدست آوردن مجموعه داده های شبیه سازی، محاسبه و اندازه گیری شده تحلیل داده ها توسط نرم افزار SPSS انجام خواهد شد. یافته ها پژوهش حاضر نوعی مطالعه‌ی کاربردی است که به‌منظور توسعه یک چارچوب محاسباتی مبتنی بر روش مونته کارلو برای محاسبه ی دوز پوست در پرتودرمانی بدخیمی‌های ناحیه سر‌و‌گردن با نقشه درمان رایج انجام شد. این چارچوب شامل مدل فوتون MV6 از شتاب‌دهنده خطیSiemens Primus و فانتوم توموگرافیک بیمار بود. اعتبارسنجی چارچوب با مقایسه‌ی نتایج دوز پوست محاسبه شده با مقادیر اندازه‌گیری شده توسط فیلم رادیوکرومیک در بیمار تحت پرتودرمانی بدخیمی نازوفارنکس با طرح درمان رایج انجام شد. در اعتبارسنجی مدل سر شتابدهنده، مقادیر بهینه MeV 7.6 برای انرژی و mm 0.3 برای پهنا در نیم ماکزیمم توزیع شدت چشمه الکترون فرودی بدست آمد. از مدل اعتبارسنجی شده برای ساخت چشمه تابش مطابق با نقشه درمان بیمار استفاده و توسط آن فانتوم توموگرافیک ساخته شده با ژئومتری و مواد سازنده مشابه بیمار مورد تابش قرار گرفت و توزیع دوز در فضای سه‌بعدی محاسبه شد. دوز سطحی در ناحیه سر‌و‌‌‌‌گردن بیمار مورد مطالعه همچنان توسط سیستم طراحی درمان TIGRT محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده با فیلم رادیوکرومیک روی بدن بیمار مقایسه شدند. حداکثر اختلاف دوز پوست محاسبه شده با روش مونته کارلو و سیستم طراحی درمان TIGRT با مقادیراندازه گیری شده به ترتیب 9.2% و 25٪ بود. به‌منظور ایجاد امکان تخمین دوز پوست بیمار در پرتودرمانی با نقشه‌های درمان متنوع، تاثیر پارامترهای مختلف نقشه درمان بر دوز پوست به‌این‌ترتیب بررسی شد. با افزایش 8 سانتی‌متری اندازه میدان، دوز پوست نسبت به دوز هم‌مرکز 25.6% افزایش یافت. ˚15 تغییر در زاویه گانتری مقدار متوسط دوز پوست را به1.34٪ نسبت به نقطه ی هم‌مرکز افزایش داد. با تغییر فاصله ی چشمه تا سطح (SSD ) از 95 تا 105 سانتی‌متر، دوز پوست 2.58% نسبت به نقطه‌ی هم‌مرکز کاهش یافت. با تغییر وج از ˚15 به ˚60 دوز پوست 1.86% نسبت به نقطه‌ی هم‌مرکز افزایش یافت. بحث و نتیجه گیری دوز پوست با افزایش اندازه میدان، زاویه پرتو فرودی و کاهش SSD افزایش می یابد.دوز پوست برای میدان های وج دار فیزیکی کمتر از میدانهای باز است. چارچوب محاسباتی مونته کارلو توسعه داده شده و اعتبار سنجی شده در این تحقیق برای محاسبه دوز پوست بیماران کاندیدای پرتودرمانی بدخیمی‌های مختلف کاربرد دارد.

خلاصه نتایج حاصله

یافته ها پژوهش حاضر نوعی مطالعه‌ی کاربردی است که به‌منظور توسعه یک چارچوب محاسباتی مبتنی بر روش مونته کارلو برای محاسبه ی دوز پوست در پرتودرمانی بدخیمی‌های ناحیه سر‌و‌گردن با نقشه درمان رایج انجام شد. این چارچوب شامل مدل فوتون MV6 از شتاب‌دهنده خطیSiemens Primus و فانتوم توموگرافیک بیمار بود. اعتبارسنجی چارچوب با مقایسه‌ی نتایج دوز پوست محاسبه شده با مقادیر اندازه‌گیری شده توسط فیلم رادیوکرومیک در بیمار تحت پرتودرمانی بدخیمی نازوفارنکس با طرح درمان رایج انجام شد. در اعتبارسنجی مدل سر شتابدهنده، مقادیر بهینه MeV 7.6 برای انرژی و mm 0.3 برای پهنا در نیم ماکزیمم توزیع شدت چشمه الکترون فرودی بدست آمد. از مدل اعتبارسنجی شده برای ساخت چشمه تابش مطابق با نقشه درمان بیمار استفاده و توسط آن فانتوم توموگرافیک ساخته شده با ژئومتری و مواد سازنده مشابه بیمار مورد تابش قرار گرفت و توزیع دوز در فضای سه‌بعدی محاسبه شد. دوز سطحی در ناحیه سر‌و‌‌‌‌گردن بیمار مورد مطالعه همچنان توسط سیستم طراحی درمان TIGRT محاسبه و با مقادیر اندازه گیری شده با فیلم رادیوکرومیک روی بدن بیمار مقایسه شدند. حداکثر اختلاف دوز پوست محاسبه شده با روش مونته کارلو و سیستم طراحی درمان TIGRT با مقادیراندازه گیری شده به ترتیب 9.2% و 25٪ بود. به‌منظور ایجاد امکان تخمین دوز پوست بیمار در پرتودرمانی با نقشه‌های درمان متنوع، تاثیر پارامترهای مختلف نقشه درمان بر دوز پوست به‌این‌ترتیب بررسی شد. با افزایش 8 سانتی‌متری اندازه میدان، دوز پوست نسبت به دوز هم‌مرکز 25.6% افزایش یافت. ˚15 تغییر در زاویه گانتری مقدار متوسط دوز پوست را به1.34٪ نسبت به نقطه ی هم‌مرکز افزایش داد. با تغییر فاصله ی چشمه تا سطح (SSD ) از 95 تا 105 سانتی‌متر، دوز پوست 2.58% نسبت به نقطه‌ی هم‌مرکز کاهش یافت. با تغییر وج از ˚15 به ˚60 دوز پوست 1.86% نسبت به نقطه‌ی هم‌مرکز افزایش یافت.

فایل های پژوهش