تعيين موقعيت مؤثر چشمه الكترون براي اپليكاتور Beam shaper در پرتودرماني حين عمل

Determination of Effective Electron Source Position for Beam Shaper Applicator in Intraoperative Radiotherapy

زمينه و هدف: اپليكاتور Beam shaper يكي از اپليكاتورهاي اختصاصي مورد استفاده در پرتودرماني حين عمل توسط باريكه الكترون است كه معمولاً براي پرتودهي تومورهاي بزرگ استفاده مي ­شود. به دليل وزن زياد و عدم امكان قرارگيري مستقيم بر روي بدن بيمار، فاصله هوايي قابل ­توجهي ميان اين اپليكاتور و بيمار به وجود مي­ آيد؛ بنابراين، دانستن موقعيت مؤثر چشمه الكترون (SSDeff) جهت تصحيح خروجي اپليكاتور براي اثر فاصله هوايي و تحويل دقيق­ ميزان دوز تجويزي به بيمار كاملاً ضروري است. هدف از اين پژوهش تعيين SSDeff براي تمام ميدان­هاي مربعي حاصل از اپليكاتور Beam shaper در انرژي­ هاي مختلف الكترون با استفاده از شبيه­ سازي مو­نت­كارلو است. مواد و روش­ ها: ابتدا سر شتاب­ دهنده LIAC به همراه اپليكاتور Beam shaper توسط كد مونت­كارلوي MCNPX شبيه ­سازي گرديد و سپس اعتبار مدل شبيه‌سازي شده از طريق مقايسه منحني­ هاي درصد دوز عمقي محاسبه شده در ميدان‌ها و انرژي­ هاي مختلف با مقادير عملي متناظر، مورد ارزيابي قرار گرفت. پس از اعتبارسنجي مدل شبيه‌سازي‌شده، SSDeff براي ابعاد ميدان ­ها و انرژي­ هاي مختلف الكترون با استفاده از روش عكس مجذور فاصله (ISL) تعيين گرديد. يافته­ ها: نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه SSDeff تابعي از انرژي الكترون و اندازه ميدان تابش است. وابستگي SSDeff به تغييرات ابعاد ميدان به‌مراتب بيشتر از تغيير انرژي الكترون بود. به‌طوركلي با افزايش ابعاد ميدان يا انرژي باريكه الكترون SSDeff نيز افزايش مي­يابد. نتيجه­ گيري: مقادير SSDeff تعيين­ شده براي باريكه الكترون اپليكاتور Beam shapeدر مطالعه حاضر، مي­ تواند جهت اصلاح خروجي باريكه الكترون در مقاصد باليني به­ كار گرفته شود.

Background and Aim: Beam shaper applicator is one of the dedicated applicators for intraoperative electron radiotherapy which is usually employed for large tumors irradiation. Due to the high weight and lack of possibility of direct placement on the patient’s body, a considerable air gap exists between the applicator and patient. Therefore, determination of the effective position of electron source (SSDeff) is absolutely necessary to correct the applicator output for air gap effect and accurate delivery of the prescribed dose to the patient. The aim of this study was to determine the SSDeff for all square fields of beam shaper applicator at different electron energies using Monte Carlo (MC) simulation. Materials and Methods: At first, the head of LIAC accelerator and beam shaper applicator were simulated by MCNPX MC code and then, the validity of the simulated model was evaluated through comparing the calculated percentage depth dose (PDD) curves at different field sizes and energies with the corresponding practiacal values. After verifying the simulated model, the SSDeff was determined for different field sizes and electron energies using inverse square law (ISL) method. Results: The results showed that the SSDeff is a function of electron energy and radiation field size. Dependency of SSDeff on field size variations was much more than that on the alterations in the electron energy. Generally, increase in the field size or electron energy led to increase in SSDeff. Conclusion: The determined SSDeff values for the electron beam of the beam shaper applicator in our study, can be used to correct the electron beam output for clinical purposes.