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

مشخص کردن محل دقیق و صحیح تومور، یکی از مهم ترین الزامات پرتودرمانی است. اما تومورهای ریه به دلیل حرکت تنفسی، در یک مکان ثابت نیستند و در حین پرتودرمانی، جابه جا می شوند. با توجه به محدودیت های موجود در ارزیابی این حرکات، استفاده از فانتوم ریه در ارزیابی دقیق، سریع، آسان و ارزان این حرکات، می تواند 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.

با قالب گیری از ریه ی طبیعی انسان، ریه ی مصنوعی از جنس سیلیکون ساخته شد. قفسه ی سینه از جنس پلکسی گلاس و به صورت دو جداره ساخته شد. فضای بین جداره ها از آب پرشد تا قدرت سیگنال MRI (Magnetic resonance imaging) افزایش یابد. کیسه ای نازک به حجم 5/1 لیتر از سیلیکون به عنوان دیافراگم مصنوعی ساخته شد و در قفسه ی سینه جای گرفت. برای شبیه سازی عمل دم و بازدم، از پمپ پیستونی و به منظور ایجاد حرکت رفت و برگشت، از موتور و گیربکس استفاده شد.

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. قسمت های مکانیکی و الکتریکی به فانتوم اضافه شدند؛ به گونه ای 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 جابه جایی تومور را به خوبی نشان داد.

در این تحقیق، فانتوم مدل سیلیکونی ریه با قابلیت شبیه سازی حرکت ریه ی طبیعی انسان با 7 تومور درون آن برای ارزیابی حرکت ریه در حین پرتودرمانی ساخته شد.