دوره 37، شماره 535: هفته سوم شهریور ماه 1398:839-844

بررسی آلودگی الکترونی در ‌میدان‌های فوتونی کلینیکی شتاب‌ دهنده‌ با کد BEAMnrc

ناهید چگنی , سیده خدیجه حسینی , حجت‌اله شهبازیان , مریم حسنوند

DOI: 10.22122/jims.v37i535.12122

چکیده


مقدمه: امروزه، پرتوهای فوتونی پرانرژی در درمان انواع سرطان‌ها استفاده‌ی بسیاری دارد. با این وجود، تولید الکترون به ‌عنوان ذرات آلوده ‌کننده در مسیر فوتون‌ها، ضرورت تحقیق در این زمینه را فراهم می‌آورد.

روش‌ها: با استفاده از کد BEAMnrc، کلاهک درمان شتاب‌ دهنده‌ی‌ Varian2100C/D با انرژی 6 مگاولت شبیه‌سازی‌ شد و با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته‌ی کاهش واریانس، منحنی‌های دز عمقی محور مرکزی به‌ دست آمد و با منحنی‌های اندازه‌گیری شده مقایسه گردید. برای محاسبه‌ی Percentage depth dose (PDD) و پروفایل، از کد DOSXYZ استفاده شد. همچنین، اثر حذف آلودگی الکترونی توسط فیلترهای Al، Pb، (methyl methacrylate)Poly (PMMA)، خلأ و کیسه‌ی هلیم بین ستون هوای کلاهک شتاب ‌دهنده‌ و تخت ‌درمان و ترکیب آن‌ها بررسی شد.

یافته‌ها: با افزایش Source to surface distance (SSD) و افزایش ستون هوا، انتظار افزایش سهم آلودگی الکترون می‌رفت، اما نشان داده‌ شد که افزایش ارتفاع ستون هوا، خود مانند یک فیلتر عمل می‌کند و الکترون‌های کم‌انرژی را جذب می‌کند. حضور هلیم به ‌جای ستون هوا، دز سطحی را تا حدود 10 درصد نسبت به ستون هوا کاهش می‌دهد و برای عناصر سبک نظیر Al و PMMA نه تنها آلودگی الکترون کاهش نیافت، بلکه افزایش پیدا کرد و تنها برای فیلتر سربی کاهش ۵/۳ درصد مشاهده گردید.

نتیجه‌گیری: جهت فیلتراسیون آلودگی الکترون ناشی از کلاهک دستگاه و کولیماتورهای ثانویه، استفاده از مواد با عدد اتمی و چگالی بالا و کیسه‌ی هلیم به ‌طور هم‌زمان پیشنهاد می‌شود‌.


واژگان کلیدی


پرتودرمانی؛ فوتون‌ها؛ الکترون‌ها؛ هلیم؛ فیلتر

تمام متن:

PDF

مراجع


Lopez MA, Teijeiro A, Garcia J, Esperon J, Terron JA, Ruiz DP, et al. Characterization of electron contamination in megavoltage photon beams. Med Phys 2005; 32(5): 1281-92.

Allahverdi M, Zabihzadeh M, Ay M, Mahdavi S, Shahriari M, Mesbahi A et al . Monte Carlo estimation of electron contamination in a 18 MV clinical photon beam. Int J Radiat Res 2011; 9(1): 15-28.

Butson MJ, Cheung T, Yu PKN. Calculation of electron contamination doses produced using blocking trays for 6MV X-rays. Radiation Measurements 2002; 35(2): 99-102.

Kumar M, Sahani G, Chourasiya G. Magnetic removal of electron contamination for 60Co panoramic gamma ray exposure--Investigations with CaSO4:Dy and LiF based dosimeters. Appl Radiat Isot 2010; 68(6): 1173-6.

Chetty IJ, Curran B, Cygler JE, DeMarco JJ, Ezzell G, Faddegon BA, et al. Report of the AAPM Task Group No. 105: Issues associated with clinical implementation of Monte Carlo-based photon and electron external beam treatment planning. Med Phys 2007; 34(12): 4818-53.

Yani S, Dirgayussa IGE, Rhani MF, Soh RCX, Haryanto F, Arif I. Monte Carlo study on electron contamination and output factors of small field dosimetry in 6 MV photon beam. Smart Science 2016; 4(2): 87-94.

Chegeni N, Hosseini K, Shahbazian H, Maskani R, Hoseini Ghafarokhi M, Mirkhaghani F, et al. Validation of the linac varian simulated using BEAMnrc code for 6mv photon energy. Jundishapur Sci Med J 2016; 15(5): 551-61. [In Persian].

Kawrakow I, Rogers DW, Walters BR. Large efficiency improvements in BEAMnrc using directional bremsstrahlung splitting. Med Phys 2004; 31(10): 2883-98.

Sheikh-Bagheri D, Rogers DW, Ross CK, Seuntjens JP. Comparison of measured and Monte Carlo calculated dose distributions from the NRC linac. Med Phys 2000; 27(10): 2256-66.

Butson MJ, Cheung T, Yu PKN, Carolan M, Metcalfe PE. Simulation and measurement of air generated electron contamination in radiotherapy. Radiation Measurements 2000; 32(2): 105-11.

Shukla R, Patel N, Yadav H, Kaushal V. A Monte Carlo simulation study on the effectiveness of electron filters designed for telecobalt radiation therapy treatment. Int J Radiat Res 2019; 17(2): 217-27.

Rao BM, Prasad SG, Parthasaradhi K, Lee Y, Ruparel R, Garces R. Investigations on the near surface dose for three 10-MV x-ray beam accelerators with emphasis on the reduction of electron contamination. Med Phys 1988; 15(2): 246-9.

Parthasaradhi K, Prasad SG, Rao BM, Lee Y, Ruparel R, Garces R. Investigation on the reduction of electron contamination with a 6-MV x-ray beam. Med Phys 1989; 16(1): 123-5.

Kosunen A, Rogers DW. Beam quality specification for photon beam dosimetry. Med Phys 1993; 20(4): 1181-8.

Rogers DW, Faddegon BA, Ding GX, Ma CM, We J, Mackie TR. BEAM: A Monte Carlo code to simulate radiotherapy treatment units. Med Phys 1995; 22(5): 503-24.

Bahreyni Toosi MT, Saberi H, Hashemian A, Salek R. Application of an optimum filter for a neptune 10 PC linac to reduce electron contamination. Proceedings of the 2nd European IRPA congress on radiation protection - Radiation Protection: from Knowledge to Action; 2006 May 15-19; Paris, France.

Nilsson B. Electron contamination from different materials in high energy photon beams. Phys Med Biol 1985; 30(2): 139-51.

Khan FM. Use of electron filter to reduce skin dose in cobalt teletherapy. Am J Roentgenol Radium Ther Nucl Med 1971; 111(1): 180-1.

Padikal TN, Deye JA. Electron contamination of a high-energy X-ray beam. Phys Med Biol 1978; 23(6): 1086-92.




Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.