محاسبه و ارزیابی نهشت انرژی و S-value ناشی از الکترون های کم- انرژی در یک مدل چندسلولی، با استفاده از Geant۴-DNA

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 توامان 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 Geant۴-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 ۱۰-۱ 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 Geant۴-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 (۵۰ درصد و بیشتر) بر کاهش نهشت انرژی و S-value در سلول های مجاور سلول چشمه موثر است. علاوه بر این، برای انرژی های keV ۳ و بالاتر، انرژی نهشت یافته در سلول های مجاور عموما 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.

Keywords:

Cellular dosimetry , Multicellular model , Targeted radiation therapy , low-energy electron , energy deposition , S-value , Monte Carlo simulation , Geant۴-DNA , دزیمتری سلولی , مدل چندسلولی , پرتودرمانی هدفمند , الکترون کم-انرژی , نهشت انرژی , S-value , شبیه سازی مونت کارلو , Geant۴-DNA