اساتید راهنما:

دکتر علیرضا شیرازی

دکتر غزاله گرایلی 

استاد مشاور:خانم مهبد اصفهانی

نگارنده: نوشین شرفی 

مقطع کارشناسی ارشد رشته ي فیزیک پزشکی 

عنوان پژوهش: مقایسه اثر سختی باریکه اشعه بر بافت ناهمگن رکتوم و مثانه با استفاده از وج های فیزیکی و دینامیکی پیشرفته در شتابدهنده خطی با فانتوم ناهمگن

چکیده

وج ها یکی از مهم ترین تجهیزات در روش پرتودرمانی تطبیقی هستند که عمدتا برای جبران کمبود بافت و غیریکنواختی ها در سطوح بدن مورد استفاده قرار می گیرند. همان طور که هدف اصلی پرتودرمانی تطبیقی رساندن ماکزیمم دز به تومور و حفظ ارگان های حساس می باشد پس استفاده از  وج های فیزیکی برای تغییر شدت باریکه و ایجاد دز همگن در حجم بافت هدف از سال های گذشته تاکنون برای تطبیق دز یکنواخت به تومور و حفظ بافت نرمال جانبی آن به کار گرفته می شود. اما در سال 1990 وج دینامیکی پیشرفته در دستگاه شتابدهنده واریان امکان ایجاد توزیع دز وجدار بدون کارگذاری فیلتر اضافی و توسط کولیماتور های متحرک سر دستگاه برای ایجاد شدت باریکه شیبدار معرفی گردید.

از آنجائی که میدان های وج دار در بدخیمی های ناحیه لگن زنان بویژه سرطان مثانه کابرد فراوانی دارند اما هنوز نسبت به استفاده از انواع وج های فیزیکی و دینامیکی پیشرفته در حضور ناهمگنی بافت های قرار گرفته در مسیر اشعه نیازمند مطالعات بیشتری در این زمینه هستیم.

در این مطالعه با بررسی ویژگی های دزیمتری هر دو میدان وج داربه دنبال مزیت میدانی که حفاظت بیشتری از بافت رکتوم را دارد به عنوان ارگان حساس اطراف مثانه مورد بررسی قرار می گیرد چراکه در درمان های سرطان مثانه عموما از دز های بالای 50 گری استفاده می گردد و حفاظت از ارگان های حساس مانند رحم، استخوان های فمور، رکتوم موجب محدودیت در اعمال دزهای تجویزی بالا و عوارض زودرس و دیر رس ناشی از اشعه می شود. اما سیستم طراحی درمان، لگن را یک محیط همگن درنظر می گیرد و هدف آن است که در صورت وجود اختلاف معنی دار بین دز محاسبه شده و دز اندازه گیری این تصحیح با روشی قابل اصلاح گردد.

در این پروژه فانتوم ناهمگن لگن با انتخاب ماده مناسب جهت بافت نرم و استخوان و به دست آوردن نقشه ساده سازی شده میانگین 25 بیمار زن ساخته شده و  با دستگاه شتابدهنده خطی واریان با انرژی شش مگاولتاژ مورد تابشدهی قرا می گیرد. برای مقایسه ویژگی های دزیمتری میدان های وج دار فیزیکی و غیرفیزیکی از فیلم رادیوکرومیک در زوایای 45 درجه استفاده می شود و دقت سیستم طراحی درمان Eclipse با الگوریتم محاسبه دز AAA [1] مورد مطالعه قرار می گیرد.

 

فیلم ها در لایه ای از فانتوم که نقطه ایزوسنتر در آن قرار دارد موقعیت دهی دقیق شده و سپس شرایط درمان با حضور وج فیزیکی و دینامیکی پیشرفته برای هر دو نوع  فیلم تحت تابشدهی قرار گیرد و مقادیر عددی فیلم ها قرائت شود و مقادیر بدست آمده توسط منحنی کالیبراسیون فیلم ها به دز متناظر با آن فیلم تبدیل شده و با سیستم طراحی درمان مقایسه گردد.

نتایج اندازه گیری دز و مقایسه آن با  سیستم طراحی درمان در اکثر نقاط بیشتر از مقدار محاسبه شده توسط سیستم طراحی درمان است و نقاطی که نزدیک به ناهمگنی استخوان هستند، این افزایش بیشتر از حد مورد قبول پارامترهای اختلافات دز[2] و فاصله تا توافق[3] است. در اندازه گیری قطر منحنی های ایزودز حاصل از فیلم و سیستم طراحی درمان نیز با توجه به زاویه در هرجهت با یکدیگر مورد مقایسه قرار می گیرند.

در منحنی های ایزودز 90% حضور ناهمگنی استخوان فمور موجب اختلال در طرفین منحنی ایزودز اندازه گیری نسبت با میزان محاسبه شده در سیستم طراحی درمان انطباق داشته و انطباق کمتری داشتند و در منحنی ایزودز 100% انطباق منحنی ها بهتر از منحنی های 90% است.

همچنین فیلم EBT3 ابزار مناسبی جهت دزیمتری میدان های وج دار در پرتودرمانی تقطیعی می باشند و برای تصحیح اثر ناهمگنی های استخوان و سختی باریکه وج فیزیکی باید الگوریتمی مثل مونت کارلو استفاده شود تا اثرات مذکور را لحاظ کند.


[1] Anisotropic Analytic Algorithm

[2] Dose Difference

[3] Distance to Agreement

 

Comparison of beam hardening effect on rectum and bladder using physical and enhanced dynamic wedges of Varian linear accelerator in heterogeneous phantom

    Background: The investigation of Eclipse system dose accuracy in quantitative calculated were widely studied, however their dose discrepancies with actual measured values delivered through a bone region and air gap may not be considered in wedge filter fields.

    Method: In this study a tissue equivalent solid female pelvic phantom was prepared with the matched physical dencities and sizes of bladder, rectum, cervix and head of femur to compare dosimetric parameters of Anisotropic Analytic Algorithm (AAA) model of wedged fields for physical 45º wedge angle using 6MV photon beams using EDR2 and EBT3 films placed into the anthropomorphic slab phantom.

    Result: Accuracy of calculated and measured values were evaluated by the acceptance criteria of  Dose differences(DD) and Distances To Agreement(DTA) 0.3mm affected by the beam hardening due to a Physical Wedge(PW) and the high density material in the heterogeneous pelvic phantom.

    Conclusion: Calculated dose distribution of PW and measured EDW, significantly affected by beam hardening and bone/soft tissue heterogeneity, should be corrected with suitable Monte Carlo simulation.  

    Keywords: Enhanced Dynamic wedge, Physical Wedge, EBT3 film, EDR2 film, Heterogeneous phantom