Paramedical Sciences and Military Health

fa بررسی و مقایسه توزیع دز حاصل از الگوریتم 10 TMR و شبیه‌سازی مونت‌کارلو در طراحی درمان گامانایف با استفاده از یک فانتوم ناهمگن Evaluation and Comparison of Dose Distribution by TMR10 Algorithm and Monte Carlo Simulation in Gamma Knife Treatment Planning Using a Heterogeneous Phantom مقالات کامل full articles پژوهشي Research مقدمه: ﺳﺮﻃﺎﻥ ﺑﻌﺪ ﺍﺯ بیمارهای ﻗﻠﺒﻲ، ﻋﺮﻭﻗﻲ ﺩﻭﻣﻴﻦ ﻋﺎﻣﻞ ﺷﺎﻳﻊ ﻣﺮﮒ ﻭ ﻣﻴﺮ ﺑﻪ ﺷﻤﺎﺭ می‌رود. پرتودرمانی شامل کاربرد کنترل‌شده پرتوهای یونیزان (اشعه ایکس، گاما یا ذرات) برای تخریب سلول‌های سرطانی از طریق آسیب به DNA آنهاست، در حالی که بافت‌های سالم اطراف محافظت می‌شوند. گامانایف یک دستگاه استریوتاکتیک رادیوسرجری (SRS) است که دقت بالایی در درمان تومورهای مغزی دارد. وجود ناهمگنی های بافتی می تواند باعث ایجاد تغییراتی در توزیع دز ناحیه ی هدف شود که ممکن است در الگوریتم 10TMR سیستم طراحی درمان گامانایف نادیده گرفته شود. بنابراین مقایسه توزیع دز حاصل از سیستم طراحی درمان گامانایف با روش هایی مانند شبیه سازی مونت کارلو که دقت بسیار بالایی دارند می تواند در دقت طراحی درمان اهمیت داشته باشد. مواد و روش ها: جهت محاسبه ی توزیع دز ابتدا دستگاه گامانایف مدل ICON با استفاده از کد مونت کارلوMCNPX شبیه سازی شد. پروفایل دز حاصل از شبیه سازی در فانتوم آب محاسبه شد و جهت اعتبار سنجی با پروفایل دز حاصل از فیلم رادیوکرومیک 3EBT تابش داده شده با کولیماتور 8 میلی متری دستگاه گامانایف مقایسه شد. پس از اطمینان از صحت اعتبارسنجی، پروفایل دز شبیه سازی با پروفایل دز الگوریتم 10TMR در یک فانتوم ناهمگن سه لایه (معادل استخوان، هوا و بافت نرم) محاسبه و مقایسه شد. یافته‌ها: در مقایسه ی منحنی پروفایل دز شبیه سازی و الگوریتم 10TMR عدم تطابق هایی مشاهده می شود به گونه ای که در نواحی مرکزی دو منحنی اختلاف کم (کمتر از %1) و با دور شدن از مرکز اختلاف افزایش (تا حدود %7) می یابد. نتیجه گیری: در مقایسه ی منحنی پروفایل دز شبیه سازی و الگوریتم 10TMR اختلاف مشاهده می شود که این اختلاف به علت یکسان در نظر گرفتن چگالی سر و چگالی آب با یکدیگر و نادیده گرفتن ناهمگنی ها و اختلاف چگالی الکترونی آن ها در این الگوریتم می باشد. Introduction: Cancer is the second most common cause of mortality after cardiovascular diseases. Radiotherapy involves the controlled application of ionizing radiation (X-rays, γ-rays, or particles) to destroy cancer cells by damaging their DNA while the surrounding healthy tissues have been protected. Gamma Knife® is a stereotactic radiosurgery (SRS) device with exceptional precision for treating brain tumors. Tissue heterogeneities may cause dose distribution variations in target areas, which could be overlooked by the TMR10 algorithm in Gamma Knife treatment planning. Therefore, comparing dose distributions between Gamma Knife treatment planning systems and high-accuracy methods like Monte Carlo simulation is critical for treatment precision. Materials and Methods: To calculate dose distribution, the Gamma Knife® Icon™ was first simulated using the MCNPX Monte Carlo code. The simulated dose profile in a water phantom was validated against measurements from EBT3 radiochromic films irradiated with an 8mm collimator. Following validation, simulated dose profiles were compared with TMR10 algorithm-derived profiles in a three-layer heterogeneous phantom (bone, air and soft tissue equivalents). Results: Discrepancies were observed between Monte Carlo-simulated and TMR10 dose profiles. While central regions showed minimal differences (<1%), peripheral regions exhibited significant deviations (up to 7%). Discussion and Conclusion: A difference is observed in the comparison of the simulated dose profile curve and the 10TMR algorithm. This difference is due to the fact that the head density and water density are considered the same and the inhomogeneities and differences in their electron densities are ignored in this algorithm.   ستریوتاکتیک رادیوسرجری (SRS), الگوریتم 10TMR, پروفایل دز, گامانایف مدل ICON Stereotactic radiosurgery (SRS), TMR10 algorithm, Dose profile, Icon Gamma Knife 27 34 http://jps.ajaums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-733-1&slc_lang=fa&sid=1 Soheil Hassanpour سهیل حسن پور hassanpour.sh90@gmail.com 10031947532846004311 10031947532846004311 No Department of Medical Radiation, Engineering Faculty, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتوپزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Nooshin Banaee نوشین بنائی nooshin_banaee@yahoo.com 10031947532846004312 10031947532846004312 Yes Department of Medical Radiation, Engineering Faculty, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتوپزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Maryam Khazaee Moghadam مریم خزاعی مقدم maryam.khazaee63@gmail.com 10031947532846004313 10031947532846004313 No Department of Medical Radiation, Engineering Faculty, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتوپزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران Mostafa Yusefi مصطفی یوسفی mostafa.u3fi88@gmail.com 10031947532846004314 10031947532846004314 No Department of Medical Radiation, Engineering Faculty, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی هسته ای، مهندسی پرتوپزشکی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران