مطالعه دزیمتری چشمه براکی‌تراپی (theragenics, model 200) 103pd در فانتوم آب و بافت‌های مختلف توسط کد مونت‌کارلو gate

براکی‌تراپی یکی از روش‌های موثر در درمان انواع تومورهای بدخیم موضعی می‌باشد. در این روش تعیین توزیع دز در اطراف چشمه‌های براکی‌تراپی قبل از استفاده بالینی در بدن بیمار از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق پارامترهای دُزیمتری توصیه شده توسط کارگروه شماره 43 (tg43u1) انجمن فیزیک‌پزشکی آمریکا (aapm)، نظیر تابع دز شعاعی و تابع ناهمسانگردی چشمه براکی‌تراپی 103pd، (theragenics, model 200) با استفاده از کد شبیه‌سازی مونت‌کارلو gate محاسبه شد و با داده‌های به‌دست آمده از سایر پژوهش‌ها مقایسه گردید. حداکثر اختلاف میانگین در محاسبه تابع دز شعاعی و تابع ناهمسانگردی به‌ترتیب حدود %9 و %8 می‌باشد. از سوی دیگر، از آنجا که ضریب تضعیف چشمه‌های براکی‌تراپی در فانتوم آب با بافت‌های مختلف متفاوت است، تاثیر بافت‌های مختلف بر پارامتر تابع دز شعاعی چشمه براکی‌تراپی 103pd با استفاده از کد gate 8.2 مورد بررسی قرار گرفت. اختلاف نسبی تابع دز شعاعی در بافت چربی، ماهیچه، پستان و مغز در مقایسه با فانتوم آب در فاصله شعاعی 5 سانتی‌متر به‌ترتیب حدود %153، %30، %35 و %29 بود. مقایسه نتایج حاصل از این حالت‌ها با زمانی که از فانتوم آب برای محاسبات استفاده می‌شود، نشا‌ن‌دهنده تفاوت محسوس دز جذبی در برخی از بافت‌ها نسبت به فانتوم آب می‌باشد. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که علی‌رغم میانگین انرژی پایین و تغییرات شدید دُز با فاصله چشمه براکی‌تراپی 103pd، پارامترهای دزیمتری را می‌توان با استفاده از کد gate و انتخاب فهرست فیزیکی مناسب به‌خوبی مورد محاسبه قرار داد.

Dosimetric study of 103Pd Brachytherapy source (Theragenics, model 200) in water phantom and different tissues with GATE Monte Carlo code

Brachytherapy is one of the most effective methods in the treatment of local malignant tumors. In this study, dosimetric parameters of 103Pd brachytherapy source Theragenics model 200 was estimated according to TG43U1 protocol using GATE 8.1 Monte Carlo code. At first, validation of the GATE simulation for the seed was performed by some criteria consist of radial dose function and 2D anisotropy function inside liquid water according to the AAPM TG43U1 recommendations. The maximum average deviations were found to be about 9% and 8% for radial dose function and anisotropy function, respectively. On the other hand, since the attenuation coefficient of the sources in the water phantom is different from that of various tissues, the effects of the various tissues on the radial dose function parameter of the 103Pd brachytherapy source were investigated using GATE 8.1 code. The relative deviation values of the radial dose function in the adipose, muscle, breast, and brain tissue compared with water phantom in the radial distance of 5cm were about 153%, 30%, 35%, and 29%, respectively. There is a good agreement between the results of this work and other study in calculation of dosimetric parameters of brachytherapy 103Pd source base on the recommendations of TG43U1 protocol. The results show that the dosimetric parameters of 103Pd brachytherapy source can be accurately calculated using the GATE code in spite of low energy of radiation and high variation in dose rate with increasing distance from the center of the source. On the other hand, the results of the dose calculation in different phantom could be used in the clinical treatment planning systems.