پ۲۸۱۷۸
per
محاسبه دز جذبی تومور فرضی نشان دار شده با نانو ذرات نقره، به روش رادیو تراپی با استفاده از Geant4
حسین حسینی سرتشنیزی
فیزیک
۱۴۰۰
۹۰ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
فیزیک، گرایش هسته‌ای
۱۴۰۰/۱۱/۲۷
پرتودرمانی یا رادیوتراپی یکی از روش های موثر در پزشکی است که در آن از پرتوهای یون ساز برای درمان سرطان یا از بين بردن توده يا تومور استفاده می شود. مهم ترین موضوع در پرتو درمانی، افزایش دز جذبی در محل تومور و کاهش دز دریافتی در بافت های سالم و اندام های پیرامون آن می باشد. پرتوهای هسته ای به صورت ذاتی برای بافت های زنده خطر آفرین می باشند و در رادیوتراپی پرتوهای پر انرژی به بافت های سالم در مسیر حرکت خود آسیب وارد می کنند. تکنیک های مختلفی جهت کاهش این خطرات وجود دارد، به عنوان مثال افزودن نانوذرات فلزی در محل تومور و استفاده از پرتو های کم انرژی ایکس باعث می شود تا افزایش دز قابل ملاحظه ای در محل انباشت نانو ذرات وجود داشته باشد و کمترین آسیب به بافت های سالم پیرامون تومور برسد. یکی دیگر از این تکنیک ها برای کاهش اثرات ناخواسته هادرون تراپی نام دارد. هادرون ها در طی حرکت خود در ماده انرژی از دست می دهند، و بیشینه انرژی خود را در انتهای حرکت از دست می دهند که به پیک براگ معروف می باشد. با استفاده از روش آزمون می توان انرژی و فاصله چشمه هادرون ها را طوری انتخاب نمود تا پیک براگ مربوط به ذرات شلیک شده در محل تومور واقع و باعث ایجاد دز نقطه ای شود. در این پژوهش تاثیر انباشت نانو ذرات طلا و نقره در امر رادیو تراپی با استفاده از برنامه شبیه سازی Geant4 بررسی شده است. بدین منظور از فانتوم های ساده و فانتوم بدنMIRD که یکی از مثال های کاربردی Geant4 می باشد استفاده شده است. بررسی ها نشان می دهد افزودن نانوذرات باعث افزایش دز چشمگیری در محل تومور می شوند. همچنین با افزایش غلظت نانوذرات میزان دز دریافتی در تومور افزایش می یابد. وجود عنصر طلا به دلیل جرم اتمی بالاتری که دارد تاثیر مطلوب تری نسبت به عنصر نقره دارد. علاوه بر اين، چون در انرژي هاي پايين تر (زیر 100keV) اثر فوتوالكتريك غالب است، بالاترين سطح مقطع در انرژي هاي لبه K ام عناصر رخ مي دهد. نتايج نشان ميدهد كه بالاترين دز جذب شده در تومور براي نانوذرات نقره در 45keV و براي نانوذرات طلا در انرژي هاي فوتون فرودي 90keV است كه در مطابق با انتظار نزديك به انرژي لبه عناصر است. بنابراين، دز جذب شده در تومور افزايش مي يابد. علاوه بر اين، استفاده از هسته هاي پروتون و كربن نيز دز جذبي مورد نظر را در محل تومور افزايش مي دهد. با افزايش انرژي پرتوها، عرض پيك براگ افزايش و ارتفاع قله كاهش مي يابد. انرژي بهينه براي پروتون ها 115KeV تا 123MeV و براي كربن ها 1610MeV تا 1740MeV مي باشد.
AbstractRadiation therapy or radiotherapy is a method in which ionizing radition is used to treat cancer or to remove a mass or tumor or to cleans the area. The most important issue in radiotherapy is the highest dose increases at the tumor site and the lowest dose received in the surrounding tissues and organs. Nucear radition is inherenty dongerous to human tissues. In radiotherapy high-energy rays damage healty tissues along the way. There are techniques to reduce these risks. For example adding metal nano particle to the tumor site using low-energy x ray to significantiy accumulationsite. With minimal damage to tissues healty reaches around the tumor. Another of these techniques is the use of Hadrons. Hadrons lose energy during their motion in matter, and lose their maximum energy at the end of motion, know as the Bragg Peak. Using the test method, the energy and distance of the Hadron. Spring can be selected so that the Peak Bragg of the fired particles is located at the tumor site and causes a point dose in this study, the effect of gold and silver nano particle accumulation on tumor radiotherapy and also the effect of proton and carbon rays on Hadron therapy were investigated using the Geant4 simulation program. Forthis purpose, simple phantoms and MIRD body phantoms have been used, which is one of the particlal examples of Geant4. Studies shoe that the addition of particulate matter increases the dose received in the tumor site. Also with increasing the cocentration of nano particles, the dose received in the tumor increases. The presence of gold has a more favorable effect than silver due to its higher atomic mass. The lowest dose was 10 mg/g Ag and the highest dose was 30 mg/g Au. Proton and carbon rays also increase the desired dose at the tumor site. The dose reached to the tissues befor and in the path of the rays to the tumor is low and for the tissues after the tumor is very small. As the energy of the beams increases, the width of the Peak Bragg increases and the height of the peak decreases. The optimum energy for protons is 115 MeV to 123 MeV and for carbons 1610 MeV to 1740 MeV.
Calculation of the absorbed dose of labeled hypothetical tumor with silver nanoparticles, by radiotherapy using Geant4
حسینی سرتشنیزی
حسین
تهیه کننده
جهانبخش،
کسانی،
اختای
هادی
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
