محاسبه دز جذبی در ماده معادل بافت ریه و مقایسه آن با پیش‌بینی برنامه طراحی درمان مبتنی بر الگوریتم پیچش مخروط‌های فروریخته

پرتودرمانی خارجی به عنوان بخشی از درمان بسیاری از سرطان‌ها می‌باشد. با توجه به اینکه امکان اندازه‌گیری دز جذبی در حین پرتودهی در بدن بیمار وجود ندارد، همواره بررسی صحت و دقت الگوریتم‌های درمانی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف از این پژوهش بررسی صحت محاسبات طراحی درمان مبتنی بر الگوریتم پیچش مخروط‌های فروریخته collapsed cone convolution (ccc) در بافت ریه می‌باشد. در این پژوهش میزان بار تولید شده در حجم حساس اتاقک یونش ptw-30013 در حالی که اتاقک در فانتوم آب و ماده معادل ریه قرار داشته باشد و تحت تابش فوتون mv 6 شتاب‌دهنده primus قرار گیرد با استفاده از کد mcnp محاسبه و در هر دو حالت نیز اندازه‌گیری شد و به این ترتیب صحت محاسبات تایید گردید. در ادامه میزان دز جذبی در فانتوم ماده معادل ریه به ازای mu 200 پرتودهی محاسبه شد که برابر با cgy 154/99 به‌دست آمد. این در حالی است که محاسبات طراحی درمان مبتنی بر الگوریتم ccc میزان دز جذبی را به ازای همین میزان پرتودهی cgy 163/98 برآورد می‌کند که اختلافی بیش از %5/5 بین محاسبات و برنامه طراحی درمان وجود دارد. همچنین اندازه‌گیری‌هایی با استفاده از دزیمترهای ترمولومینسانس gr-200 در عمق‌های مختلف از فانتوم انجام شد که در این حالت نیز اختلاف بین اندازه‌گیری‌ها و محاسبات طراحی درمان در حدود %14 برآورد گردید. لذا با توجه به مقدار توصیه شده توسط icru می‌توان نتیجه‌گیری کرد که این الگوریتم جهت طراحی درمان در بافت‌هایی از بدن که چگالی کمتر از آب داشته باشند از دقت کافی برخوردار نیست.

Calculation of absorbed dose in lung tissue equivalent and compared it with prediction of a treatment planning system using Collapsed Cone Convolution algorithm

External radiotherapy is used for treatment of various types of cancers. Due to the impossibility of measuring the absorbed dose delivered to different organs during irradiation, treatment planning systems (TPSs) have been utilized for calculation of absorbed dose before a radiotherapy procedure. Thus, the accuracy and precession of the TPS is essential.The aim of this study is investigation of accuracy the TPS based on Collapse Cone Convolution (CCC) algorithm in a lung tissue equivalent material. The charge generated in the sensitive volume of PTW30013 ionization chamber in water and lung tissue equivalent phantoms placed in the radiation fields of Primus 6MV linac was calculated using MCNP.4C code and in the ratio of generated charge in this phantom was determined. To validate the simulations, the ratio of generated charge in sensitive volume of ionization chamber in mentioned phantoms was determined experimentally. The agreement between the calculations and measurement confirm the simulation method. The calculated absorbed dose delivered in the lung tissue equivalent material for 200 MU radiation was 154.99 cGy using simulations. The CCC algorithms predicted this value as 163.98 cG. As well as, the absorbed dose in different depths was measured using GR200 Dosimeters. The relative differences between the values obtained by simulation and CCC algorithm and between the results of TLD measurements and CCC algorithms are more than 5.5% and 14%, respectively. So, by considering the acceptable uncertainties suggested by ICRU for TPS algorithms and the results of this work, it can be concluded that, the CCC algorithm is not sufficiently accurate to determine of absorbed dose delivered to tissues with density lower than water.