نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران

10.22041/ijbme.2022.544435.1740

چکیده

در رادیوتراپی هنگامیکه حجم هدف پیچیده است از چندین میدان پرتویی برای پوشش دهی بافت سرطانی استفاده می شود. از این رو انطباق میدان های مجاور و به حداقل رساندن تابش دهی به بافت های سالم از اهداف مهم رادیوتراپی می باشد. هدف از این مطالعه، ارایه یک روش کلی برای تطابق میدان های پرتویی مجاور و هم چنین بررسی این روش در تکنیک های درمانی از قبیل پرتودهی مغزی نخاعی، پرتودهی پستان فوق ترقوه ای با میدان کامل و میدان نیمه می باشد. در این روش یک سیستم متعامد راست گرد که مرکز آن در ایزوسنتر است و همچنین دو میدان فرضی با نام های میدان شماره یک و میدان شماره دو در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از روش های ارایه شده زاویه های محدودکننده، تخت، گانتری و همچنین اندازه دهانه محدود کننده برای هر دو میدان فرضی جهت تطابق بین صفحات کناری آنها محاسبه شدند. مقایسه نتایج بدست آمده با سیستم طراحی درمان نشان داد که تکنیک پرتو دهی مغزی نخاعی فقط در اندازه گیری زاویه محدود کننده دارای خطا می باشد که مقدار آن برابر با % 198/0 اندازه گیری شد. بیشترین خطای بدست آمده در دو تکنیک فوق ترقوه ای با میدان کامل و نیمه در محاسبه اندازه دهانه محدود کننده میدان فوق ترقوه ای حاصل شد که به ترتیب برابر با% 05/21 و %6/18محاسبه شد.

در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده میتوان از این روش جهت بهبود تطابق میدان ها در تمام حالت هایی که از میدان های درمانی مجاور هم استفاده می شود، با میزان خطا قابل قبول و همچنین بدون تغییر در اندازه میدان استفاده کرد تا توزیع دوز یکسان حاصل شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Optimization of matching adjacent beam fields using mathematical models in comparison with the treatment planning system

نویسندگان [English]

  • Hossein Mirzaei
  • ,Ghazale Geraily,
  • Fatemeh Sadat Seyyedrezai

Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

چکیده [English]

In radiotherapy treatments, there are some situations where the shape of the target volume is complicated, so multiple radiation fields are used to cover the whole tumoral tissue. Therefore, adjusting adjacent fields and minimizing radiation dose to healthy tissues is an important goal in radiotherapy. The aim of this study is to introduce a general mathematical solution for matching adjacent radiation fields and also to evaluate this solution in therapeutic techniques such as Craniospinal irradiation and breast with a supraclavicular full-field and half-field irradiation. This method considers a right-handed system with its center located in the isocenter and two hypothetical fields named field number one and field number two. Then, the angles of collimators, couch, gantry, and the jaw aperture for both hypothetical fields are calculated to match between their side plates using the presented methods. Comparison of the measurements with the treatment planning system shows that the Craniospinal radiotherapy technique has an error only in measuring the collimator angle; this error is 0.198%. The maximum errors were obtained in two supraclavicular techniques with full- and half-field in calculating the size of the jaw aperture of the supraclavicular field, which were 21.05% and 18.6%, respectively. In conclusion, according to the results, this method can improve the field alignment in all cases where adjacent treatment fields are used, with the acceptable error rate and without changing the field size, to achieve the same dose distribution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Matching adjacent fields
  • Treatment planning system
  • Breast irritation
  • Breast supraclavicular irritation
  • Cranial irritation