نشریه پژوهش های نوین فیزیک
دوره 8، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1402 )
جلد 8 شماره 2 صفحات 33-24 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Sadat S A, Banaee N, Esmaili Sani V. Design and fabrication of heterogeneous phantom for commissioning radiotherapy treatment planning systems. JMRPh 2024; 8 (2) :24-33
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-221-fa.html
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-221-fa.html
سادات سید علی، بنائی نوشین، اسماعیلی ثانی وحید. طراحی و ساخت فانتوم ناهمگن جهت راه اندازی سیستم های طراحی درمان در رادیوتراپی. نشریه پژوهش های نوین فیزیک. 1402; 8 (2) :24-33
گروه مهندسی هسته ای دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران
چکیده: (95 مشاهده)
مقدمه و هدف: هر سیستم طراحی درمان قبل از استفاده باید نسبت به شناسایی بافت های مختلف بدن آماده سازی شود. این فرایند مستلزم وارد نمودن منحنیCT-ED می باشد. در این فرایند یک فانتوم با ناهمگنی های مختلف، تحت تصویربرداری سی تی قرار گرفته و به هر ماده بر اساس جنس آن یک عدد سی تی اختصاص داده میشود. با دانستن چگالی الکترونی این مواد، میتوان منحنی CT-ED را وارد سیستم طراحی درمان کرد و سیستم با بهره گیری از این منحنی میتواند جنس بافت های مختلف بدن را شناسایی کرده و محاسبات دز را بر اساس جنس بافت انجام دهد. هدف از این مطالعه طراحی و ساخت یک فانتوم با تعداد 6 ناهمگنی مختلف جهت استفاده در فرایند راه اندازی سیستم طراحی درمان می باشد.
روش کار: فانتوم Electron density با کد 062M ساخته شده توسط شرکت CIRSآمریکا به عنوان فانتوم مرجع انتخاب شد. با استفاده از نرم افزار solidworks طراحی بدنه فانتوم جدید انجام شد. فانتومی استوانه ای شکل به ارتفاع 15 و قطر 20 سانتی متر با لحاظ کردن ناهمگنی های گوناگون در آن، در نظر گرفته شد. از دو فانتوم در شرایط یکسان، تصویر سی تی تهیه شد. پس از مشخص شدن عدد سی تی و چگالی الکترونی مواد تشکیل دهنده فانتوم ها، نمودار CT-ED از طریق نرم افزار Excel ترسیم و با یکدیگر مقایسه شدند.
یافته ها: داده ی های بدست آمده از هر دو فانتوم به یکدیگر نزدیک بوده و متعاقبا منحنی CT-ED هر دو فانتوم ساختاری یکسان با شباهت بسیار زیاد به یکدیگر داشتند.
نتیجه گیری: فانتوم ساخته شده معادل فانتوم مرجع و دارای هر سه بخش اصلی بافت ریه، بافت نرم و بافت استخوانی می باشد و از آن می توان در مراکز رادیوتراپی به جای فانتوم مرجع جهت راه اندازی سیستم طراحی درمان استفاده کرد.
.
روش کار: فانتوم Electron density با کد 062M ساخته شده توسط شرکت CIRSآمریکا به عنوان فانتوم مرجع انتخاب شد. با استفاده از نرم افزار solidworks طراحی بدنه فانتوم جدید انجام شد. فانتومی استوانه ای شکل به ارتفاع 15 و قطر 20 سانتی متر با لحاظ کردن ناهمگنی های گوناگون در آن، در نظر گرفته شد. از دو فانتوم در شرایط یکسان، تصویر سی تی تهیه شد. پس از مشخص شدن عدد سی تی و چگالی الکترونی مواد تشکیل دهنده فانتوم ها، نمودار CT-ED از طریق نرم افزار Excel ترسیم و با یکدیگر مقایسه شدند.
یافته ها: داده ی های بدست آمده از هر دو فانتوم به یکدیگر نزدیک بوده و متعاقبا منحنی CT-ED هر دو فانتوم ساختاری یکسان با شباهت بسیار زیاد به یکدیگر داشتند.
نتیجه گیری: فانتوم ساخته شده معادل فانتوم مرجع و دارای هر سه بخش اصلی بافت ریه، بافت نرم و بافت استخوانی می باشد و از آن می توان در مراکز رادیوتراپی به جای فانتوم مرجع جهت راه اندازی سیستم طراحی درمان استفاده کرد.
.
فهرست منابع
1. Trevert E., "Something about X Rays for everybody", Lynn. Massachusetts. Bubier Publishing Company, 1896.
2. Kienbock R, "On the quantimetric method", Archives Roentgen Ray, 11, 17-20 (1906). [DOI:10.1259/arr.1906.0005]
3. Pai S., Das I.J., Dempsey J.F., Lam K.L., Losasso T.J., Olch A.J., et al., "TG-69: Radiographic film for megavoltage beam dosimetry", Medical Physics, 34(6) 2228-2258 (2007). [DOI:10.1118/1.2736779] [PMID]
4. Zakariaee S.S., Saba V., "A Mathematical Head Phantom for Dosimetry Measurements by Monte Carlo Method", Paramedical Sciences and Military Health, 11(3) (2016).
5. Rahmani F., Deevband M., Kaveh Z., Mohsenzadeh B., Azimi L., Pirayesh E., "Homogeneous Phantom Equivalent Chest for Examination of Image Quality Testing in Pediatric Chest X-Ray", Research on Medicine, 43(3) (2019).
6. Xu X.G., Chao T.C., Bozkurt A., "VIP-man: An Image-Based Whole-Body Adult Male Model Constructed from Color Photographs of The Visible Human Project For Multi- Particle Monte Carlo Calculations", Health Physics, 78(5), 476-486 (2000). [DOI:10.1097/00004032-200005000-00003] [PMID]
7. Beigi M., Hashemi B., Allahverdi M., Mahdavi S.R., Ghiasi H., "Designing and Evaluating a Simple Small Phantom for Dosimetry Intercomparison of Iinacs Photon Beams", Journal of Nuclear Science And Technology, (57) ,19-28 (2011).
8. Das I.J., Cheng C.W., Cao M., Johnstone PAS., "Computed Tomography Imaging Parameters For Inhomogeneity Correction In Radiation Treatment Planning For Inhomogeneity Correction In Radiation Treatment Planning", Journal of Medical Physics, 41, 3-11 (2016). [DOI:10.4103/0971-6203.177277] [PMID] []
9. Fang R., Mazur T., Mutic S., Khan R., "The Impact of Mass Density Variations On An Electron Monte Carlo Algorithm For Radiotherapy Dose Calculations", Physics and Imaging in Radiation Oncology, 8, 1-7 (2018). [DOI:10.1016/j.phro.2018.10.002] [PMID] []
10. Hughes J., Holloway Lois C., Quinn A., Fielding A., "An Investigation into Factors Affecting Electron Density Calibration for a Megavoltage cone-beam CT System" Journal of Applied Clinical Medical Physics, 13(5) (2012). [DOI:10.1120/jacmp.v13i5.3271] [PMID] []
11. Moslemi V., Faghihi R., MoslehShirazi M.A., Mosallae A., Mehdizadeh S., "CT-number to Electron Density Calibration Using Stoichiometry for Use in Radiotherapy", Iranian Journal of Medical Physics, 3(13) ,(2007).
12. Alirezaei Z., Jabbari K., Tavakkoli M.B., Dehghani T., Mahdavi H., "Design and Construction of Anthropomorphic Phantom, Using a CT-Scan of a Particular Patient for CT-Scan Dosimetry Studies", Journal of Isfahan Medical School, 33(323), (2015).
13. Palm Asa., LoSasso T., "Influence of Phantom Material and Phantom Size On Radiographic Film Response in Therapy Photon Beams", Medical Physics, 32(8) 2434-2442, (2005). [DOI:10.1118/1.1949747] [PMID]
14. Pogue Brian W., Patterson Michael. S., "Review of Tissue Simulating Phantoms for Optical Spectroscopy, Imaging and Dosimetry", Journal of Biomedical Optics, 11(4) (2006). [DOI:10.1117/1.2335429] [PMID]
15. Mohamed, E.E., Al-Kashif, E.M., Elshahat, K.M. and Metwally, H.M., "Dosimetric Evaluation for Effect of Calibration Different CT Machines Parameters on dose Calculation Accuracy for Advance Radiotherapy Techniques", Journal of Radiation and Nuclear Applications. 8(3), 291- 297, (2023). [DOI:10.18576/jrna/080311]
16. Khoylou F., Akhavan A., Naimian F., Moslehi A.,"Preparation of tissue equivalent conductive polyamide/polyethylene nanocomposite containing carbon nanotubes as electrode of the gaseous microdosimeters", Jornual of Nuclear Science and Technology, 88(2), (2019).
17. Granero D., Perez-Calatayud J., Pujades-Claumarchirant M.C., Ballester F., Melhus C.S., Rivard M.J., "Equivalent phantom sizes and shapes for brachytherapy dosimetric studies of 192Ir and 137Cs", Medical Physics, 35(11) 4872-4877, (2008). [DOI:10.1118/1.2982140] [PMID]
18. Senthilkumar S., Ramakrishnan V., "Fabrication of Low Cost in-House Slab Homogeneous and Heterogeneous Phantoms for Lung Radiation Treatment", Iranian Journal of Radiation Research, 9(2) 109-119 , (2011).
19. Ravanfar Haghighi R., Chatterjee S., Sefidbakht S., Jalli R., Vani V.C., "Design and Construction of an Affordable Phantom for Electron Density Measurement and Linearity Tests of Computed Tomography Systems", Iranian Journal of Medical Physics, 17(1) 38-47, (2020).
20. Senthilkumar S., "Design of Homogeneous and Heterogeneous Human Equivalent Thorax Phantom for Tissue Inhomogeneity Dose Correction Using TLD and TPS Measurements", International Journal of Radiation Research, 12(2),169-178, (2014).
21. McJury M., Oldham M., Cosgrove V.P., Murphy P.S., Doran S., Leach M.O., et al., "Radiation dosimetry using polymer gels: Methods and applications", The British Journal of Radiology, 73(873) 919-929, (2000). [DOI:10.1259/bjr.73.873.11064643] [PMID]
22. Mille M.M., Xu X.G., Rivard M.J., "Comparison of organ doses for patients undergoing balloon brachytherapy of the breast with HDR 192Ir or electronic sources using Monte Carlo simulations in a heterogeneous human phantom", Medical Physics, 37(2) 662-671, (2010). [DOI:10.1118/1.3292292] [PMID] []
23. Jaafar, A.M., Elsayed, H., Khalil, M.M., Yaseen, M.N., Alshewered, A. and Ammar, H.," The influence of different kVs and phantoms on computed tomography number to relative electron density calibration curve for radiotherapy dose calculation", Precision Radiation Oncology, 6(4), 289-297, (2022). [DOI:10.1002/pro6.1177]
24. Kissick M.W., Mo X., McCall K.C., Schubert L.K., Westerly D.C., Mackie T.R., "A Phantom Model Demonstration of Tomotherapy Dose Painting Delivery, Including Managed Respiratory Motion without Motion Management", Physics in Medicine and Biology, 55(10) 2983-2995 (2010). [DOI:10.1088/0031-9155/55/10/012] [PMID] []
25. Kashani R., Lam K., Litzenberg D., Balter J., "Technical note: A Deformable Phantom for Dynamic Modeling in Radiation Therapy", Medical Physics, 34(1) 199-201, (2007). [DOI:10.1118/1.2400612] [PMID]
26. de Almeida C.E., Rodriguez M., Vianello E., Ferreira I.H., Sibata C., "An Anthropomorphic Phantom for Quality Assurance and Training In Gynaecological Brachytherapy", Radiotherapy and Oncology, 63(1) 75-81 (2002). [DOI:10.1016/S0167-8140(02)00065-8] [PMID]
27. Hill R.F., Brown S., Baldock C., "Evaluation of the water equivalence of solid phantoms using gamma ray transmission measurements", Radiation Measurements, 43(7) 1258-1264 (2008). [DOI:10.1016/j.radmeas.2008.01.019]
28. Hill R., Holloway L., Baldock C., "A dosimetric evaluation of water equivalent phantoms for kilovoltage x-ray beams", Physics in Medicine and Biology, 50(21) (2005). [DOI:10.1088/0031-9155/50/21/N06] [PMID]
29. Han Y., Shin E.H., Lim C., Kang S.K., Park S.H., Lah J.E., et al., "Dosimetry in an IMRT phantom designed for a remote monitoring program", Medical Physics, 35(6) 2519-2527 (2008). [DOI:10.1118/1.2903440] [PMID]
30. Clements M., Schupp N., Tattersall M., Brown A., Larson R., "Monaco Treatment Planning System Tools and Optimization Processes", Medical Dosimetry, 43(2) 106-117, (2018). [DOI:10.1016/j.meddos.2018.02.005] [PMID]
31. Cirs company, Cirs tissue simulation & phantom technology, ( n d ) , https//:www.cirsinc.com/products/radiation-theraphy/electron-density-phantom/.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |