بررسی تاثیر انرژی باریکه فوتونی و اندازه نانو ذرات طلا بر میزان افزایش دز هدف در پرتودرمانی خارجی با استفاده از روش مونت کارلو

حسین خسروی، hossein khosravi dept. of medical physics, faculty of medical sciences, tarbiat modares university, tehran, iranگروه فیزیک پزشکی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران بیژن هاشمی، bijan hashemi dept. of medical physics, faculty of medical sciences, tarbiat modares university, tehran, iranگروه فیزیک پزشکی، دانشکده علوم پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران سید ربیع مهدوی، seyed rabie mahdavi dept. of medical physics, faculty of medicine, iran university of medical sciences, tehran, iran2- گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران پیمان حجازی، payman hejazi dept. of medical physics, faculty of medicine, semnan university of medical sciences, semnan, iran3- گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی سمنان، سمنان، ایران

چکیده

سابقه و هدف: بررسی تاثیر ابعاد مختلف نانوذرات طلا بر ضریب افزایش دز جذبی هدف هنگام پرتودرمانی خارجی با باریکه های فوتونی در بازه ای از انرژی های کیلوولت تا مگاولت با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو. مواد و روش ها: برای شبیه سازی برهمکنش پرتوهای فوتونی در انرژی های مختلف با محلول آب حاوی نانو ذرات طلا واقع در یک ناحیه ی در بردارنده تومور، از کد mcnpx استفاده شد. ابتدا، فانتوم آبی که در آن توموری به ابعاد 3cm 1×1×1 به عنوان هدف تعریف شده و حاوی نانوذرات طلا بود شبیه سازی شد. سپس ضریب افزایش دز ماکروسکوپیک ناشی از نانوذرات طلا به ابعاد مختلف، شامل 15، 50 و 100 نانومتر، در ناحیه هدف با غلظت ثابت 7 میلی گرم بر گرم هنگام پرتودرمانی خارجی آن با باریکه های فوتونی تک انرژی در بازه ای از کیلوولت تا مگاولت محاسبه شد. یافته ها: ضریب افزایش دز تومور در حضور نانو ذرات طلا برای پرتوهای کیلوولتی از 69/1 تا 66/2 و برای پرتوهای مگاولتی از 08/1 تا 10/1 به دست آمد. بالاترین ضریب افزایش دز برای فوتون ها در انرژی 50 کیلوولت حاصل شد. با افزایش اندازه نانو ذرات طلا، ضریب افزایش دز تومور افزایش بیش تری پیدا کرد. نتیجه گیری: ضرایب محاسبه شده برای افزایش دز هدف ناشی از نانوذرات طلا برای فوتون ها در انرژی های کیلوولتی توافق خوبی با مطالعات قبلی داشت. برای فوتون های با انرژی مگاولت، بعد از یک کاهش در مرز بین دو ناحیه (آب و محلول آب حاوی نانوذرات طلا)، ضریب افزایش دز تومور به بیش ترین مقدارش در عمق های 2/6 و 5/6 سانتی متری به ترتیب برای باریکه های فوتونی 2 و 6 مگاولت رسید