ارزیابی مقادیر S-Value سلولی حاصل از رادیونکلوئید 111in به عنوان تابش‌کننده الکترون اوژه توسط کد Geant4 و مقایسه آن با نتایج انتشار‌یافته Mcnp5 و Mird

هدف: امروزه استفاده از پرتوهای یونیزان در درمان سرطان کاربرد فراوانی دارد. با این حال در درمان بسیاری از انواع و اندازه های مختلف تومور به خصوص تومورهای کوچک و متاستازها، روش های معمول پرتودرمانی خارجی متداول نیست. در رادیونوکلئیدتراپی با استفاده از مونوکلونال آنتی بادی امکان رساندن حداکثر دز به بافت توموری و حداقل دز به بافت سالم به وجود آمده است. در استفاده از رادیونکلوئیدهای گسیل کننده الکترون اوژه با توجه به برد کوتاه و سایتوتوکسیکی بالا باید دقت بالایی وجود داشته باشد. به همین دلیل از روش های مونت کارلو و شبیه سازی می توان در دقت بالاتری شده است. مواد و روش ها: در این تحقیق کد مونت کارلو geant4 با سه مدل فیزیکی انرژی پایین یعنی geant4dna، livermore و penelope و فیزیک standard مورد استفاده قرار گرفت. توزیع پرتو در منابع تابش به صورت یکنواخت و محل چشمه به صورت تصادفی، درون حجم در نظر گرفته شد. نتایج داده های انتشار یافته کد mcnp و mird برای مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. یافته ها: در بررسی میزان هم بستگی نتایج svalue مربوط به خود جذبی و دگر جذبی بین دو کد، نتایج به دست آمده توافق خوبی را بین داده های کد mcnp و نتایج حاصل از فیزیک های مختلف کد geant4 نشان داد. نتیجه گیری: هر چند در مطالعات اختلاف هایی بین نتایج کدها وجود دارد، اما در نهایت مقایسه انجام شده نشان دهنده قابل پذیرش بودن کد geant4 در محاسبات دز سلولی است. لذا در کاربرد درمانی و تشخیصی 111in می توان از این کد جهت محاسبات دز بیماران استفاده نمود.

Evaluation of cellular S-value of auger electrons emitting 111In radionuclide by Geant4 and its comparison with MCNP5 Monte Carlo codes and MIRD published data

Introduction: Now day Ionizing radiation has found increasing applications in cancer treatment. However, in the treatment different kinds and size of tumors especially metastatic and small size tumors, conventional methods of external radiation therapy are not common. In radionuclide therapy, the use of monoclonal antibodies has made it possible to achieve maximum dose to small size tumor and minimum dose to healthy tissue. In the use of electrons augeremitter radionuclides, due to the short range and high cytotoxicity, there should be a high degree of precision. For this reason, Monte Carlo methods and simulations can be used in higher accuracy. In this study, the cellular dose of 111In radionuclide was calculated and validated using the Monte Carlo method.Materials and Methods: In this research, the Geant4 Monte Carlo code was used with three low energy physical models: Geant4DNA, Livermore, Penelope and Standard Physics. Correspondingly, distribution of radiation from radiation sources and the location of the source was considered uniform and randomly within the volume, respectively. The results of MCNP and MIRD codes published data were used for comparison.Results: In the correlation study, the Svalue results of self and crossabsorption between the two codes indicated show a good agreement between the data of the MCNP code and the results of different physics models of Geant4 code.Conclusion: Although there are some differences between the results of the codes which are mentioned in results, finally the comparison indicates that the acceptability use of Geant4 in the cellular dosimetry. So, for therapeutic and diagnostic applications of the 111In as an auger electronsemitter radionuclide we can recommend this code for dose calculations.