بررسي اثر ناهمگني هاي بافت بر توزيع دوزچشمه ايريديم-192 در براكي تراپي

Investigation of Tissue Heterogeneities Effect on Dose Distribution from 192-Ir Source During Brachytherapy Treatments

زمينه و هدف: اشكال پروتكل انجمن فيزيك پزشكي آمريكا (AAPM, TG43) براي دزيمتري براكي تراپي اين است كه اثر وجود ناهمگني-هاي بافتي (استخوان، ريه، ...) بر توزيع دوز به هنگام به كارگيري پارامترهاي دزيمتري حاصله در نرم افزارهاي طراحي درمان در نظر گرفته نمي شود. هدف از اين تحقيق بررسي اختلافات دوز با و بدون وجود اين ناهمگني ها در براكي تراپي با چشمه ايريديم-192 است. روش بررسي: با استفاده از روش شبيه سازي مونت كارلو كد MCNP4C توزيع دوز چشمه ايريديم-192 ميكروسلكترون با آهنگ دوز بالا جاگذاري شده در مركز فانتوم همگن آب محاسبه شد. در شبيه سازي جداگانه ناهمگني هاي استخوان، ريه، هوا و بافت نرم در نظر گرفته شد. تاثير فاصله ناهمگني ها از چشمه و اثر موقعيت چشمه در داخل فانتوم بر توزيع دوز ارزيابي شد. يافته ها: كاهش دوز بعد از ناهمگني استخوان و افزايش دوز بعد از ناهمگني هاي هوا و ريه محاسبه گرديد. ناهمگني بافت نرم تاثير معناداري بر توزيع دوز نشان نداد. ولي با افزايش فاصله چشمه از مركز فانتوم، به دليل كاهش پراكندگي ميزان دوز كاهش پيدا مي كرد. نتيجه گيري: وجود ناهمگني هاي استخواني، ريه و هوا به خصوص در نزديكي محل كاشت چشمه ايريديم-192 مي تواند توزيع دوز را در مقايسه با فانتوم همگن آب تغيير دهد. در نرم افزارهاي طراحي درمان آينده براي تخمين دقيق تر دوز مي بايستي اثر اين ناهمگني ها بر توزيع دوز در نظر گرفته شود. به علاوه براي دستيابي به دوز دقيق، دزيمتري بايد در فانتوم با اندازه كافي بزرگ براي ايجاد ميزان صحيح پراكندگي انجام شود.

Background and objective: The possible defect of recommended protocol by the American Association of Physicists in Medicine (AAPM, TG43) for dosimetry in the field of brachytherapy is that this protocol does not consider tissue heterogeneities (such as bone, lung, …) when applying resulted dosimetry parameters in treatment planning systems. The purpose of this study was to evaluate dose differences with and without heterogeneities in brachytherapy with iridium source (Ir -192) Subjects and Methods: Dose distribution from microselectron HDR Ir-192 source located in center of the homogeneous water phantom calculated by MCNP-4C simulation method. In different simulations, heterogeneities of bone, lung, air and soft tissue were considered. The effect of source positioning in phantom and distance between source and heterogeneities on dose distribution were evaluated. Results: The calculated dose, due to heterogeneity of bone, was reduced, while those due to air and lung were increased? Heterogeneity of soft tissues has no meaningful effect on the dose distribution. Increasing distance from center of phantom decreases dose due to decrease of scattering. Conclusion: Heterogeneities of bone, lung, and air especially in the near distance from Ir-192 source implanted position can change the dose compared to the water homogeneity phantom. In future Treatment Planning System (TPS) TPS, for accurate dose estimation, the effect of heterogeneities on dose distribution should be considered. Furthermore, in order to acquire the exact dose, due considerations of correct amount of scattering, dosimetry must be carried out on a large enough phantoms.