محاسبه و ارزیابی نهشت انرژی و S-value ناشی از الکترون‌های کم-‌انرژی در یک مدل چندسلولی، با استفاده از Geant4-DNA

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان

2 دانشگاه گیلان

doi
10.22052/7.2.13
چکیده

امروزه، روش‌های پرتودرمانی هدفمند در درمان سرطان، می‌کوشند علاوه بر نابودی کامل تومور هدف، تا جای ممکن سلول‌های سالم مجاور آن را در معرض تابش یونیزان قرار ندهند. از این رو، ذرات باردار کوتاه-بردی چون الکترون‌های کم-انرژی که برای دستیابی توأمان به این دو هدف مناسب‌اند، نقش مهمی را در پرتودرمانی هدفمند ایفا می‌کنند و بنابراین، اتخاذ روش‌های دقیق نظیر شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو به‌منظور انجام دزیمتری سلولی الکترون‌ها و درک بهتر الگوی نهشت انرژی آن‌ها در سطح سلول ضروری می‌نماید. در این مطالعه، با استفاده از کد شبیه‌سازی Geant4-DNA، چهار سلول (و هسته‌ی) کروی از جنس آب مایع در محیط بافت نرم، به‌عنوان یک خوشه‌ی سلولی مدل‌سازی شد. یکی از سلول‌های این مدل به‌عنوان چشمه‌ی گسیل الکترون‌های تک‌انرژی keV 10-1 در نظر گرفته شد و نهشت انرژی به‌همراه کمیت S-value، در این سلول و سلول‌های مجاور آن به ازای فواصل سلولی مختلف، محاسبه گردید. در کنار اعتبارسنجی مقادیر برآورد شده‌ی Geant4-DNA از طریق مقایسه با داده‌های گزارش شده توسط کمیته‌ی دز تابش داخلی درمانی و نتایج به‌دست آمده از نسخه‌ی پیشین این کد، که توافق بسیار خوبی را نشان می‌دهد، ارزیابی نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که افزایش فاصله‌ی بین سلولی به میزان زیادی (50 درصد و بیشتر) بر کاهش نهشت انرژی و S-value در سلول‌های مجاور سلول چشمه مؤثر است. علاوه بر این، برای انرژی‌های keV 3 و بالاتر، انرژی نهشت‌یافته در سلول‌های مجاور عموماً به گونه‌ای‌ است که می‌تواند موجب تخریب و مرگ سلولی شود؛ موضوع مهم دیگری که باید در انتخاب رادیوداروی (گسیلنده‌ی الکترون) مناسب و طراحی بهینه‌ی درمان برای انجام پرتودرمانی هدفمند تومورها در موارد واقعی مورد توجه قرار گیرد.