توانایی مشخصه فراصوتی برای استخراج توزیع دز ژل پلیمری MAGIC-f

امروزه روش های تصویربرداری مختلفی برای خوانش دز در ژل های پلیمر حساس به اشعه مورد مطالعه قرار گرفته اند. به دلیل محدودیت در برخی روش های تصویربرداری مانند MRI (Magnetic resonance imaging) و CT (Computed Tomography)، روش های فراصوتی برای استخراج شاخص های وابسته به دز پیشنهاد می شود. در مطالعه حاضر با استفاده از ژل پلیمری MAGIC-f (Methacrylic and ascorbic acid in gelatin initiated by copper with added formaldehyde) و تابش انرژی مگا الکترون ولت، حساسیت پارامترهای فراصوتی سرعت انتشار صوت (Speed of sound یا SOS) و ضریب تضعیف (Broadband ultrasound attenuation یا BUA) وابسته به دز ارزیابی گردید.
ژل پلیمری MAGIC-f تحت تابش 25/1 مگا الکترون ولت کبالت- 60 در بازه 60-0 گری با گام های 2 گری قرار گرفت و دز یکنواختی با دقت ± 2 درصد دریافت کرد. پس از کالیبراسیون سیستم فراصوتی با فرکانس 500 کیلوهرتز، پارامترهای سرعت انتشار صوت و ضریب تضعیف نمونه های ژل تحت تابش اندازه گیری و توانایی پارامترهای فراصوتی بر اساس منحنی دز- پاسخ، در خوانش میزان دز جذبی بررسی گردید. برای بررسی بازه زمان مناسب خوانش به روش فراصوتی با بیشترین حساسیت، نمونه ها 3، 24، 36 و 48 ساعت پس از تابش مورد مطالعه قرار گرفتند. جهت مطالعه دمای مناسب خوانش نیز نمونه های ژل پس از تابش در دماهای 5، 15 و 25 درجه سانتی گراد بررسی شدند.
بر اساس منحنی های مرتبه چهار برازش شده دز جذبی- پاسخ پارامترهای فراصوتی سرعت انتشار صوت، ضریب تضعیف و شاخص کیفی (Quality index یا QI) در زمان های 3، 24، 36 و 48 ساعت پس از تابش، مشاهده شد که پارامترها 24 ساعت پس از تابش از حساسیت بالاتری برخوردار بودند. حساسیت نمودار دز- سرعت انتشار صوت و ضریب تضعیف به ترتیب 50 سانتی متر بر ثانیه و 06/0 دسی بل بر مگاهرتز به ازای هر گری در بازه خطی 44-4 گری به دست آمد. پارامترهای صوتی در دماهای 5، 15 و 25 درجه سانتی گراد در ژل دزیمتر پس از تابش از 60-0 گری با گام های 2 گری نشان داد که خوانش در دمای 25 درجه سانتی گراد نسبت به دو دمای 15 و 5 درجه سانتی گراد حساسیت بالاتری دارد. چنانچه با افزایش 20 درجه سانتی گراد، سرعت صوت در ژل پیش از تابش 28 متر بر ثانیه و تحت 60 گری، 66 متر بر ثانیه افزایش یافت. ضریب تضعیف در ژل نیز پیش از تابش 5/2 دسی بل بر مگاهرتز کاهش و تحت 60 گری 70/2 دسی بل بر مگاهرتز افزایش نشان داد.
خواص صوتی ژل پلیمری MAGIC-f با اندازه گیری سرعت صوت و ضریب تضعیف نشان دهنده توانایی روش در خوانش دز جذبی است. حداکثر حساسیت زمان پارامترهای فراصوتی ژل MAGIC-f برابر با 24 ساعت پس از تابش و دمای خوانش، 25 درجه سانتی گراد به دست آمد.