طراحی و ساخت فانتوم چهار بعدی ریه برای بررسی حرکت تومور در حین تنفس در پرتودرمانی با استفاده از تصویربرداری رزنانس مغناطیسی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی و کمیته‌ی تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

2 دانشیار، مرکز تحقیقات تصویربرداری پزشکی و گروه رادیوتراپی و آنکولوژی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شیراز، شیراز، ایران

3 دانشجوی دکتری، گروه ارتز و پروتز، دانشگاه علوم بهزیستی و توانبخشی، تهران، ایران

4 گروه مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، اصفهان، ایران

5 استاد، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

6 دانشجوی دکتری، گروه فیزیک پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران

doi
چکیده

مقدمه: مشخص کردن محل دقیق و صحیح تومور، یکی از مهم‌ترین الزامات پرتودرمانی است. اما تومورهای ریه به دلیل حرکت تنفسی، در یک مکان ثابت نیستند و در حین پرتودرمانی، جابه‌جا می‌شوند. با توجه به محدودیت‌های موجود در ارزیابی این حرکات، استفاده از فانتوم ریه در ارزیابی دقیق، سریع، آسان و ارزان این حرکات، می‌تواند مفید و کاربردی باشد. هدف از انجام این تحقیق، طراحی و ساخت یک فانتوم چهار بعدی ریه برای بررسی حرکت تومور در حین تنفس در پرتودرمانی بود.روش‌ها: با قالب‌گیری از ریه‌ی طبیعی انسان، ریه‌ی مصنوعی از جنس سیلیکون ساخته شد. قفسه‌ی سینه از جنس پلکسی‌گلاس و به صورت دو جداره ساخته شد. فضای بین جداره‌ها از آب پرشد تا قدرت سیگنال MRI (Magnetic resonance imaging) افزایش یابد. کیسه‌ای نازک به حجم 5/1 لیتر از سیلیکون به عنوان دیافراگم مصنوعی ساخته شد و در قفسه‌ی سینه جای گرفت. برای شبیه‌سازی عمل دم و بازدم، از پمپ پیستونی و به منظور ایجاد حرکت رفت و برگشت، از موتور و گیربکس استفاده شد.یافته‌ها: از سیلیکون برای ساخت ریه استفاده شد که نتایج تصویربرداری با دو روش CT scanning (Computerized tomography scanning) و MRI به خوبی تومور و ریه را نشان داد. قسمت‌های مکانیکی و الکتریکی به فانتوم اضافه شدند؛ به گونه‌ای که طبق ورودی در هر 5/0 ثانیه یک بار فانتوم متوقف و تصویربرداری انجام شد تا در مدت 5 ثانیه سیکل تنفسی، 10 تصویر CT و MRI حاصل شود. این فانتوم، سیکل تنفسی ریه و جابه‌جایی تومور را به خوبی نشان داد.نتیجه‌گیری: در این تحقیق، فانتوم مدل سیلیکونی ریه با قابلیت شبیه‌سازی حرکت ریه‌ی طبیعی انسان با 7 تومور درون آن برای ارزیابی حرکت ریه در حین پرتودرمانی ساخته شد.