فرمول‏بندي تحليلي فاكتورهاي درماني در درمان بيماران سرطاني با پرتوهاي الكتروني

Analytical Formulation of Therapeutic Factors for Cancer Treatment Using Electron Beams

سابقه و هدف: باريكه‌های الكترونی به‌طور وسيعی جهت درمان سرطان‏های سطحی به‏كار می‌روند. منحنی درصد دوز عمقی(Percentage depth dose) (PDD) در درمان با الكترون در انرژي‏های بالا برخلاف فوتون، دارای يك نقطه ماكزيمم مشخص نيست و يك محدوده عمقی را شامل می‌شود. هدف از اين پژوهش به دست آوردن PDD با كمك يك رابطه تحليلی بود تا بتوان با اين رابطه وسعت ناحيه درمان و ساير فاكتورهای درمانی مانند عمق ماكزيمم دوز (Cdepth of maximum dose)، محتمل‌ترين انرژی (Cprodable Energy)، برد عملی (Practical Range)، عمق دوز 50 درصد (R50) را نيز محاسبه كرد. مواد و روش ها: اندازه‌گيری‌های PDD در بخش راديوتراپی بيمارستان گلستان اهواز با دستگاه شتاب‏دهنده زيمنس پرايمس پلاس با استفاده از دوزيمتر اتاقك يونيزاسيون CC13 و با كمك فانتوم آب برای انرژی‌های 6، 9، 12، 15، 18 و 21 ميليون الكترون ولت و ميدان‌های متفاوت در عمق‌های مختلف انجام شد. داده‌ها با استفاده از نرم افزار MATLAB نسخه 8/7 تحليل شدند. يافته ها: تابعی كه بهترين برازش با داده‌ها را داشت انتخاب و با استفاده از اين تابع ، Rp و R50 برای هر ميدان و انرژی محاسبه شده و وابستگی آن‌ها به اندازه ميدان و انرژی به‌دست آمد. استنتاج: ضرايب مربوطه نشان دادند كه تابع چهار گوسی برازش خوبی با داده ها دارد ( ). افت سريع دوز بعد از يك ناحيه تقريباً يكنواخت مشاهده شد. منحنی دارای يك دنباله بود كه علت آن آلودگی فوتونی است. نقاط R50وRp به‏دست آمده برای انرژی‌ها و ميدان‌های مختلف با استفاده از تابع تحليلی نشان داد كه R50 به اندازه ميدان و انرژی وابسته است اما Rp فقط به انرژی بستگی داشته و به تغيير ميدان وابسته نيست.

Background and purpose: Electron beams are extensively used in superficial cancer therapy. Unlike photon therapy, percentage depth dose curves (PDD) do not specify a maximum point in high energy electron therapy and include a depth range. The aim of this study was to obtain PDD by an analytical formulation which can be helpful to acquire the size of treatment area and other treatment factors such as the depth of maximum dose, the most probable energy (Ep), practical range (Rp), and the depth which the dose reaches the peak of 50% (R50). Material and Methods: Measurements of PDD was done in radiotherapy department of Ahvaz Golestan Hospital for Siemens Primus Plus accelerator, using ionization chamber CC13 dosimeter and a water phantom for energies of 6, 9, 12, 15, 18, and 21 MeV and different field sizes at various depths. Data was analyzed using MATLAB 7.8 software Results: The function which had the best fit to the data was selected. This function was used to calculate the , Rp and R50 points for each field size and energy. The dependence of these points to field size and energy were also obtained. Conclusion: We found that 4 Gaussian function had the best fit to the data ( ). Rapid dose reduction was observed after a relatively flat area. The curve had a sequence that was due to photon contamination. R50and Rp points obtained for the various fields and energies by analytical function revealed that R50 depends on the field size and energy. But, Rp depends only on energy and does not depend on field size variation.