سنجش و ایمنی پرتو
سال:1398 | دوره:7 | شماره:2 |تعداد مقالات:7

غده تیموس از جمله غدد درون ریز است که نقش مهمی در ایمنی بدن دارد. سرطان غده تیموس بسیار نادر می باشد. یکی از راه های درمان آن پرتودرمانی است. پرتودرمانی سرطان غده تیموس، به علت موقعیت مکانی این غده و نزدیک بودن آن به اندام های مهم بدن، خطر عوارض جانبی را در پی دارد. در این مقاله، با شبیه سازی فانتوم میرد و طراحی یک چرخ تعدیل گر و تیغه های جبران کننده برد، نحوه تشکیل قله براگ در ناحیه تومور بررسی شد. شبیه سازی ها با استفاده از ابزار مونت کارلوی GEANT4، کدهای FLUKA و MCNPX انجام گرفت. از برهم کنش غیرکشسان پروتون ها با محیط ذرات ثانویه تولید می شوند که مهم ترین آن ها نوترون ها و فوتون ها هستند. دز پروتون های فرودی و ذرات ثانویه که در پروتون درمانی تولید می شوند، در تومور، بافت سالم تیموس و 12 اندام حساس بدن که در نزدیکی این غده قرار دارند با استفاده از این ابزارهای شبیه سازی محاسبه شده و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهند که در طول پروتون درمانی این سرطان، حدود 96 درصد دز ناشی از پروتون های فرودی و ذرات ثانویه در تومور جذب می شود و اندام های حساس اطراف آن، دز بسیار ناچیزی را دریافت می کنند.

در انجام موارد مربوط به ایمنی در پرتوگیری امواج فرابنفش (UV)، یکی از مخاطرات ایجاد شده به واسطه این امواج امکان ایجاد انواع رادیکال های آزاد در داخل بدن می باشد. در این پژوهش روشی برای تخمین میزان رادیکال های هیدروکسیل تولیدشده توسط پرتوهای فرابنفش با استفاده از نانو ذرات اکسیدقلع آلاییده شده با یوروپیوم بررسی شد. در این روش از تغییر در شدت جذب معرف شیمیایی متیلن بلو، به عنوان آشکارساز رادیکال های آزاد تولیدشده، استفاده شد. ابتدا نانو ذرات SnO2: Eu با استفاده از روش شیمیایی هم رسوبی ساخته شده و به وسیله پراش سنجی اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشخصه یابی شدند. سپس تغییرات در شدت منحنی جذب متیلن بلو بررسی و مشخص شد که این شدت در حضور نانوذرات کاهش می یابد که نشان دهنده تشکیل رادیکال های آزاد در پرتوگیری پرتو فرابنفش می باشد. از نتایج این روش می توان برای سنجش مقدار پرتو فرابنفش دریافتی نیز استفاده نمود.

امروزه، روش های پرتودرمانی هدفمند در درمان سرطان، می کوشند علاوه بر نابودی کامل تومور هدف، تا جای ممکن سلول های سالم مجاور آن را در معرض تابش یونیزان قرار ندهند. از این رو، ذرات باردار کوتاه-بردی چون الکترون های کم-انرژی که برای دستیابی توأمان به این دو هدف مناسب اند، نقش مهمی را در پرتودرمانی هدفمند ایفا می کنند و بنابراین، اتخاذ روش های دقیق نظیر شبیه سازی های مونت کارلو به منظور انجام دزیمتری سلولی الکترون ها و درک بهتر الگوی نهشت انرژی آن ها در سطح سلول ضروری می نماید. در این مطالعه، با استفاده از کد شبیه سازی Geant4-DNA، چهار سلول (و هسته ی) کروی از جنس آب مایع در محیط بافت نرم، به عنوان یک خوشه ی سلولی مدل سازی شد. یکی از سلول های این مدل به عنوان چشمه ی گسیل الکترون های تک انرژی keV 10-1 در نظر گرفته شد و نهشت انرژی به همراه کمیت S-value، در این سلول و سلول های مجاور آن به ازای فواصل سلولی مختلف، محاسبه گردید. در کنار اعتبارسنجی مقادیر برآورد شده ی Geant4-DNA از طریق مقایسه با داده های گزارش شده توسط کمیته ی دز تابش داخلی درمانی و نتایج به دست آمده از نسخه ی پیشین این کد، که توافق بسیار خوبی را نشان می دهد، ارزیابی نتایج به دست آمده حاکی از آن است که افزایش فاصله ی بین سلولی به میزان زیادی (50 درصد و بیشتر) بر کاهش نهشت انرژی و S-value در سلول های مجاور سلول چشمه مؤثر است. علاوه بر این، برای انرژی های keV 3 و بالاتر، انرژی نهشت یافته در سلول های مجاور عموماً به گونه ای است که می تواند موجب تخریب و مرگ سلولی شود؛ موضوع مهم دیگری که باید در انتخاب رادیوداروی (گسیلنده ی الکترون) مناسب و طراحی بهینه ی درمان برای انجام پرتودرمانی هدفمند تومورها در موارد واقعی مورد توجه قرار گیرد.

در این پژوهش، حفاظ کامپوزیتی انعطاف پذیر با ترکیبی از پلی اتیلن، تنگستن و کاربید بور برای میدان های آمیخته نوترون-گاما طراحی و ساخته شده است. برای این منظور، در مرحله اول، مطالعات نظری با استفاده از کد چند منظوره MCNP و در مرحله دوم با توجه به نتایج مطالعات شبیه سازی، برای اولین بار در داخل کشور کامپوزیت چند منظوره ای با استفاده از ترکیب فاز سخت ذرات کاربید بور به همراه پودر فلز تنگستن و ترکیبی از انواع مختلفی از پلی اتیلن نرم و سخت به صورت آزمایشگاهی در مرکز پلیمر و پتروشیمی ایران ساخته شد. در مرحله سوم برای حفاظ ساخته شده، میزان تضعیف شار نوترون چشمه ی Am-Be241 با استفاده از آشکارساز 3BF و میزان تضعیف شار گامای چشمه ی سزیوم µ Ci 100 با استفاده از آشکارساز NaI اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهند در کامپوزیت پلی اتیلن/ کاربید بور/ تنگستن (PE/B4C/W) با توجه به ابعاد میکرومتری ذرات تقویت کننده و سطح مقطع بالای برهم کنش پرتوهای رادیواکتیو با این ذرات، حفاظ ترکیبی با ضخامت بسیار کمتر نسبت به حفاظ های معمولی قدرت جذب بیشتری در برابر پرتوهای گاما و نوترون را دارا است. حفاظ با ضخامت 5/0 سانتی متر با 30 درصد تنگستن و 30 درصد بور، تقریباً 90 درصد نوترون های چشمه آمرسیوم-بریلیوم را جذب می کند و با ضخامت 2 سانتی متر، حدود40 درصد شار فوتون های گامای چشمهCs 137 را کاهش می دهد.

پرتودرمانی در برگیرنده همه روش هایی است که بتواند اندازه ی ویژه ای از تابش های یونیزان را به بافت های بدخیم برساند، با این فرض که حداقل آسیب به بافت های سالم رسانده شود و ارائه یک روش ارزشمند و قابل اعتماد در اندازه گیری دز جذبی می تواند مفید باشد. امروزه امکان اندازه گیری توزیع دز جذبی در سه بعد وجود دارد که یکی از روش های دزیمتری سه بعدی نیز به کارگیری ژل های پلیمری حساس به پرتو است. هدف از مطالعه حاضر، محاسبه مقدار افزایش دز جذبی با حضور نانوذرات طلا و بررسی نوع چیدمان نانوذرات طلا (به طور یکنواخت و پوسته ای) در ژل پلیمر نوع نورموکسیک می باشد. در این پژوهش از هر دو رهیافت تجربی و شبیه سازی، از دزیمتر ژل پلیمر نوع نورموکسیک برای اندازه گیری مقدار تغییرات دز جذبی پرتوهای گاما با حضور نانوذرات طلا که تحت تابش پرتوهای چشمه ایریدیم-192 قرار گرفتند، استفاده شد. مراحل خوانش مقدار دز با کمک دستگاه قرائت گر دزیمتر ترمولومینسانس انجام گرفت و سپس با استفاده از روش مونت کارلو کد محاسباتی MCNPX شبیه سازی انجام شد و نتایج آن با آزمایش تجربی مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. با حضور یکنواخت نانوذرات طلا در ژل پلیمر، بیشینه دز جذبی به ازای غلظت mM 1/0 تا mM 5/1، %24/0 و در حالت پوسته ای %20 به دست آمد. نتایج و بررسی های هر دو مطالعه که به صورت تجربی و شبیه سازی به دست آمد، نشان می دهد که بهینه غلظت نانوذرات طلا در ژل پلیمر نوع نورموکسیکmM 5/1 می باشد، که برای انجام مطالعات کلینیکی می توان از آن استفاده کرد.

فانتوم ها ی معادل انسان، به طور گسترده ای در پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. از فانتوم ها برای مقاصد دزیمتری، کالیبراسیون و کنترل کیفی دستگاه های پرتودرمانی استفاده می شود. با توجه به توسعه روز افزون تکنیک های پرتودرمانی و نیز گسترش علوم آن در درمان بیماران سرطانی و افزایش سطح کیفی درمان و همچنین با توجه به توسعه مراکز آموزشی و بخش های پرتودرمانی در سراسر کشور، استفاده از فانتوم های معادل انسان مورد نیاز می باشد. در طول سال ها فانتوم های متعددی در سراسر دنیا طراحی و ساخته شده اند که از جمله آن ها می توان به فانتوم راندو اشاره کرد. از آن جایی که تهیه فانتوم راندو پر هزینه می باشد، فانتوم مشابهی توسط شرکت تابش پرداز پگاه طراحی و ساخته شده است. به منظورمقایسه فانتوم ساخته شده با فانتوم راندو، هر دو فانتوم در میدان یکسان گاما پرتودهی شدند. نتایج نشان می دهد که میانگین درصد اختلاف نسبی دز گاما در فانتوم ساخته شده نسبت به فانتوم راندو، تقریبا 21% می باشد که با اعمال اصلاحاتی در فانتوم ساخته شده، نتایج دز گاما همخوانی بیشتری با فانتوم راندو خواهد داشت.

در کار پژوهشی حاضر نمونه های هیدروکسی اپتایت با اعمال تغییرات در شرایط سنتز، به روش هیدروترمال در آزمایشگاه تولید شد و به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج کار از جنبه های مختلف دزیمتری از جمله تغییرات دز-پاسخ نمونه های سنتز شده، درجه خطی بودن آن، درصد محوشدگی پاسخ، و همچنین موقعیت قله اصلی و میزان پیچیدگی منحنی درخشش مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. یافته ها نشان می دهند که مواد سنتز شده با سورفکتانت به لحاظ دزیمتری ترمولومینسانس به طور نسبی دارای رفتار بهینه تری هستند.