Razi Journal of Medical Sciences

fa بررسی میزان دقت الگوریتم‌های سیستم طراحی درمان رادیوتراپی در پیش‌بینی دز پروتز مفصل ران با استفاده از شبیه سازی مونت‌‌کارلو Evaluation of treatment planning system algorithms accuracy in prediction of hip prosthesis dose distribution using Monte Carlo simulation فیزیک‌پزشکی Biophysics پژوهشي Research چکیده زمینه و هدف: وجود لکه‌های درخشان در تصاویر سی‌تی بیماران دارای پروتز مفصل ران، سبب بوجود آمدن اختلافی در دز پیش‌بینی شده سیستم‌های طراحی درمان رادیوتراپی و دز واقعی بوجود آمده در بدن بیماران می‌شود. در این مطالعه به بررسی اختلاف دز ناشی از الگوریتم‌های مختلف سیستم‌های طراحی درمان با دز حاصل از شبیه‌سازی مونت‌کارلو در حضور فلزات فولاد و تیتانیوم به عنوان پروتز مفصل ران، در انرژی‌های مختلف فوتون، پرداخته شده است. روش کار: در این مطالعه با استفاده از شبیه‌سازی شتاب‌دهنده خطی زیمنس مدل پریموس بوسیله کد MCNPX در مد انرژی 6MV و 15 MV به مقایسه نتایج حاصل از افت دز ناشی از شبیه‌سازی با افت دز الگوریتم‌های مختلف سیستم طراحی درمان Isogray در حضور فلزات تیتانیوم و فولاد پرداخته شد و میزان دقت این الگوریتم‌ها در انرژی‌ها و عمق‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: الگوریتم‌های Superposition Collapsed cone و Convolution FFT به طور متوسط در انرژی 6 MV و در تیتانیوم دارای 9/12%، 6/12% و 7/10% و در فولاد 3/14%، 1/14% و 1/12% و در انرژی 15 MV و در تیتانیوم دارای 15%، 6/15% و 3/13% و در فولاد 7/21%، 3/22% و 1/20% اختلاف نسبت به داده‌های حاصل از شبیه‌سازی می‌باشد. نتیجه‌گیری: میزان افت دز ناشی از وجود پروتز چشم‌گیر و قابل‌توجه است و این در حالی است که هیچ یک از الگوریتم‌های سیستم‌های طراحی درمان قادر به پیش‌بینی دقیق آن نیستند، بنابراین استفاده از الگوریتم‌های مبتنی بر شیوه‌های مونت‌کارلو جهت محاسبه دز در بیماران دارای پروتز با چگالی بالا توصیه می‌شود.   Abstract   Background : Beam-hardening artifacts in CT image set of patient with a hip prosthesis cause difference between dose distributions resulted by treatment planning system (TPS) algorithms and actual dose distribution in patient body. In this study, dose distributions of TPS algorithms were compared with the results of Monte Carlo simulations of Titanium and Steal as a hip prosthesis for different photon energy.   Methods: Siemens Primus linear accelerator was modeled using the MCNPX code for 6MV and 15MV energy mode. Dose reduction due to Titanium and Steal were calculated by different algorithms of Isogray TPS and compared with the results of Monte Carlo simulations of Titanium and Steal. The accuracy of the algorithms for different depth and energy was evaluated.   Results: In 6MV energy, for Titanium, there was 12.9%, 12.6% and 10.7% and for Steal, there was 14.3%, 14.1% and 12.1% differences between simulation results and TPS algorithms included Superposition, Collapsed cone and FFT Convolution respectively. In 15MV energy, for Titanium, there was 15%, 15.6% and 13.3% and for Steal, there was 21.7%, 22.3% and 20.1% differences between simulation results and TPS algorithms included Superposition, Collapsed cone and FFT Convolution respectively.   Conclusion: There was significant dose reduction due to hip prosthesis whereas the TPS algorithms do not have ability to predict the dose reduction accurately. Thus, use of Monte Carlo based algorithms recommend for dose calculation in patient with high density prosthesis. کلید واژه‌ها: مونت‌کارلو, سیستم‌های طراحی درمان, الگوریتم محاسبه‌کننده دز, پروتز فصل ران. Keywords: Monte Carlo, Hip prosthesis, TPS and dose calculating algorithm. 64 73 http://rjms.iums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2650-1&slc_lang=fa&sid=1 Mohsen Hasani محسن حسنی Hasanimohsen33@gmail.com 3900319475328460043784 3900319475328460043784 No دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات و فناوری Kheirollah Mohammadi خیرالله محمدی mohammadi79@aut.ac.ir 3900319475328460043785 3900319475328460043785 Yes دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران Soraya Ghasemi3 ثریا غلامی soraya.gholami@gmail.com 3900319475328460043786 3900319475328460043786 No دانشگاه علوم پزشکی تهران