دزیمتر فیبری سوسوزن بهنگام برای پایش نوترون و گاما در شتابدهنده های پرتو درمانی

سایت جامع رادیولوژی ایران www.prin.ir

دزیمتر فیبری سوسوزن بهنگام برای پایش نوترون و گاما در شتابدهنده های پرتو درمانی
نویسنده مقاله : G.Bartesaghi و همکاران
آدرس مقاله: available on line at:WWW.sciencedirect.com

چکیده :
کیفیت درمان پرتو درمانی شدیداً به قابلیت اندازه گیری دوز آزاد شده در حجم درمان و مقدار جذب شده در محیط اطراف که عموماً ناشی از تشعشعات پراکنده بوسیله برخورد پرتو اولیه با سیستم کولیماسیون شتاب دهنده است ، بستگی دارد . شتاب دهنده های خطی پرتو درمانی تشعشعات الکترونی ( 6-20 Mev ) و فوتونی ( 6-18 Mev) در میدانهای تابش ( 40x40 cm2 ) تولید می کنند . فوتونهای با انرژی بیشتر از( 8Mev ) از طریق تولید فوتون ( Photo Production ) نوترون تولید می کنند که برای کاربردهای ممکن BNCT مورد مطالعه قرار گرفته اند . ما پروتو تایپ یک دزیمتر بهنگام با قطر سوسوزن mm 1 وفیبرهای قرائت شفاف با PMT های چند آنده ساخته ایم . برای استفاده در مورد نوترونها ، فیبرها را با سنتیلاتور پوشیده با بور جفت می کنیم . در اینجا دزیمتر و نتایج آزمایشهای انجام شده را در مقایسه با دزیمتر استاندارد تشریح کرده ایم .

معرفی :
پرتو درمانی عبارت است از استفاده پزشکی از پرتو های یونیزان برای کنترل سلولهای بدخیم در درمان سرطان . کنترل کیفیت پرتوهای مورد استفاده در پرتو درمانی از جنبه های ضروری در اطمینان از درمان موثر و ایمن است . برای تخمین دوز آزاد شده در بافت بیمار ، تعیین خصوصیات دسته پرتو با اندازه گیری توزیع فضایی آن ضروری است . این اندازه گیری باید با حداکثر دقت و صحت انجام شود تا ارزیابی توزیع دوز بهبود یابد ودر ضمن باید در بین درمان بدون هیچ اتلاف وقتی مرتباً تکرار شود . امروزه بیشتر دزیمترهای معمول عدم مزیت های مختلفی را از خود نشان می دهند ؛ برخی از آنها ( فیلمهای رادیوگرافیک و رادیوکرومیک ) دارای قدرت تفکیک فضایی خوبی بوده و امکان اندازه گیری دو بعدی دوز را فراهم می کند ولی فرایند قرائت دوز در آنها زمان زیادی صرف می کند . انواع دیگر نظیر TLDها درابعاد بسیار کوچک در دسترس هستند ولی آماده سازی اولیه و قرائت آنها بسیار زمان بر است . اتاقکهای یونیزاسیون و دیودها دقیق و بهنگام هستند ولی تک کاناله اندو معادل بافت نیستند لذا نیازمند فاکتورهای تصحیح پیچیده اند .{1}
پروتو تایپ ما اولین گام به سمت توسعه یک دزیمتر بهنگام از جنس فیبرهای قرائت سنیلاتور با PMT چند آنوده است.پروتو تایپ این امکان را فراهم می کند تا توزیع فضایی دوز را در یک شوت بازسازی کنیم. در ادامه پروتوتایپ و الکترونیک قرائت آن با نتایج اندازه گیری انجام شده در واحد پرتودرمانی بیمارستان S.Anna در Como تشریح شده است . شتاب دهنده مورد استفاده از نوع Varian clinic 1800 ) LINAC) است که فوتونهای با انرژی6 تا 18 MV و پرتوهای الکترونی 6-20 mev تولید می کند .

تشریح آشکار ساز:
سر حساس دزیمتر از یک فانتوم PMMA به ابعاد 11x 11x 1 cm3 ساخته شده است که در آن فیبر سنتیلاتورموازی در فواصل 1cm از هم قرار گرفته اند و هر کدام در لایه ای متفاوت با فواصل شفاف ( BCF-98 by Bicron ) با طول یکسان قرار دارند ( شکل 1). فیبرها (BCF - 10 ) بر پایه پلی استیرن قرار گرفته اند که معادل آب بودن آن اثبات شده است {2}
فیبر با طول5cm و قطر1mm که هر کدام بوسیله یک فیبرشفاف به طول 40cm سیگنال نوری را به PMT منتقل می کنند . PMT (Hamamatsu 8711 با کانالهای 164x۴m2 و پنجره شیشه ای بوروسیلیکات )در فاصله 36cm از سرPMMA قرار گرفته اند تا خارج از مسیر دسته پرتو باشند.الکترونهای عبوری از فیبر می تواند نور چرنکوف ( cherenkov ) تولید کنند و فیبرهای شفاف فقط این تشعشعات را جمع آوری می کنند که همراه دوز جذبی اند، نه اینکه با آن متناسب باشند و باید از سیگنالهای فلورسنت تفریق شوند. الکترونیک قرائت بر اساس یک مجتمع کننده بارADC ( برای آزمایشها ، camac 2249 بوسیله Lecroy ) ساخته شده است {3}. پرتوتولید شده بوسیله LINAC پالسی بوده و محرک آن بوسیله سیستم کلایسترون خودش در فرکانس 150 یا 300HZ (بسته به انرژی انتخابی ) تولید می شود . تمامی پالسها مربوط به یک خوشه ( bunch ) تابشی نیستند : LINAC درصد معینی از خوشه ها را بسته به آهنگ دوز انتخاب شده تامین می کند. بعد از سیگنال محرک، ADC جمع آوری بار در هر کانال را برای زمان تجمیع مناسب ( معمولاً7.5µS ) آغاز می کند . درنهایت اطلاعات مربوط به سیگنال جمع آوری شده بوسیله هر فیبر برای هر خوشه در یکPC ذخیره می شوند.

اندازه گیری دوزعمقی :
منحنی های دوز عمقی مختلفی (DDC) در یک فانتوم PMMA اندازه گیری شدند. DCC اندازه گیری دوز تابشی ، ناشی از یک دسته پرتو مشخص در عمقهای مختلف است .فانتوم از صفحات PMMA به ابعاد 30x۳۰cm2 با ضخامت های مختلف تشکیل شده است . سطح فانتوم همیشه در فاصله 100 cm از منبع تابش قرار گرفته و آشکارساز درون آن در عمقهای مختلف قرار می گیرد. محیط اطراف آن با ماده ای مشابه PMMA پوشیده می شود تا فضای خالی به حداقل برسد .
منحنی های نشان داده شده در شکلهای2-4 به ترتیب با دسته پرتوهای فوتونی 6 و 18 MV و دسته پرتوالکترونی 6 mev(در میدان 10x10 cm2)بوسیله تفریق کامپیوتری بخش چرنکوف به عنوان میانگین سیگنال تولید شده بوسیله فیبرهای شفاف از سیگنالهای سنتیلاتور به دست آمده اند .محور X با استفاده از فاکتور تصحیح چگالی مناسب میزان شده است تا DDC آب به دست آید {4} .منحنی با اندازه گیریهای معمول به دست آمده با یک دیود ( by scanditronix ) مقایسه شدند . به طور معمول پا سخ فیبرها کاملاً با اطلاعات دیودهماهنگ بود . چند درصد عدم توافق را می توان اینگونه توضیح داد که دوز در فیبرهای سنتیلاتور میانگینی ازکل طول آن است در حالیکه حجم حساس دیود فقط1.25mm3 است . به علاوه فیبرها برخلاف دیود در مرکز میدان مربع قرار نگرفته اند و بنا بر این نسبت به ناهمگونی های طیف فوتونی حساس می باشند . در حقیقت دسته پرتوهای فوتونی تابیده شده از شتاب دهنده بوسیله یک فیلتر تخت می شوند ولی باز در مورد یکنواختی در هر نقطه ازمیدان وجود ندارد . توجه کنید که DCCهای فیبر با دسته پرتو فوتونی 18 mv( شکل 3) بیش از حد مسطحند که بادیود در توافق باشند . در این مورد به دلیل اینکه دوز در تعداد کمتر خوشه ها تابیده می شود ، سیگنال نوری ناشی از فیبر خیلی بلند بوده و PMT اشباع می شود . به علاوه با مراجعه به اندازه گیری دسته پرتو دهی الکترونی ، منحنی با انرژیهای بالاتر از 6Mevهمچنان با بخش چرنکوف که با انرژیهای بالاتر ایجاد می شود، مورد بررسی قرار می گیرد .

بحث و بررسی :
دزیمتر پروتوتایپ در دزیمتری نسبی با هر دو دسته پرتو فوتونی (6MV) و الکترونی ((6 mev کارایی خوبی از خود نشان می دهد . در انرژیهای بالاتر بعضاً مشکلات اشباع رخ می دهد بنابر این به منظور کاهش سیگنال نوری جمع آوری شده بوسیله PMT ، در آینده پروتوتایپی خواهیم ساخت که حجم سنتیلاتور کوچکتری در هرکانال داشته باشد . برای به دست آوردن اندازه گیریهای دزیمتریک مطلق ،کالیبراسیونهایی در مقایسه با اتاقک یونیزاسیون پیش بینی شده است . پروتوتایپ را به32 یا64 کانال با سرهای مختلف برای وظایف گوناگون ارتقا خواهیم داد . یک آشکار ساز با فیبرهای موازی برای یک شکاف باریک (1mm ~) بین آنها برای اندازه گیری میدانهای پرشیب مفید خواهد بود یک شبکه با فیبرهای خیلی کوتاه امکان بازسازی فضایی دوبعدی دوزرا فراهم می کند . کوششهای اولیه برای ارتقا دزیمتر فعلی به دوزیمتر نوترونی انجام شده است. پروتوتایپی با یک فیبرمنفرد WLS قرار داده شده درون بور ( B2O3 ) تقویت شده با کلاهک سنتیلاتور طراحی شده است ( شکل 5) . پرتوتایپ با شتاب دهنده S.Anna مورد آزمایش قرار گرفته است .

[email protected]

اصل مقاله در شرکت موجود است. با ما تماس بگیرید.

دزیمتر فیبری سوسوزن بهنگام برای پایش نوترون و گاما در شتابدهنده های پرتو درمانی

مطالب مشابه :

دانلود آخرين نسخه نرم افزار جعبه لایتنر پایش

دزیمتر فیبری سوسوزن بهنگام برای پایش نوترون و گاما در شتابدهنده های پرتو درمانی

روشهای غیر تهاجمی در تشخیص کاردیومیوپاتی ایسکمیک و غیر ایسکمیک

12.Radiotherapy / IGRT

باید ها و نباید ها در مدیریت گازهای طبی

مدیریت کنترل بیماری های واگیر

گزارش سمینار پزشکی از راه دور

گرایش بیومتریال - دانشجوی بیومتریال

مصالح نانو