افزایش دز جذبی در روش فعال سازی فوتونی در بافت نشاندار شده با طلا و لوتتیم

افزایش دز بافت های سرطانی و حفاظت از بافت های سالم یکی از مهم ترین چالش ها در رادیوتراپی می باشد. نشاندار کردن تومور با عناصر سنگین(با عدد جرمی بالا) در روش درمانی فعال سازی فوتونی(Photon Activation Therapy) می تواند دز ناحیه تومور را به صورت گزینشی نسبت به بافت های سالم مجاور افزایش دهد. در این تحقیق، اثر پارامترهای مختلف نظیر انرژی پرتوهای ایکس، نوع و غلظت عوامل فعال ساز، در توزیع دز به منظور افزایش کیفیت درمان، توسط کد شبیه سازی Geant4، بررسی شده است.
در این مطالعه، تاثیر انباشت عناصر طلا و لوتتیوم در بافت هدف پرتودهی شده، با تشعشعات ایکس توسط کد Geant4 بررسی شده است. در مدل طراحی شده، چشمه پرتوهای ایکس، دایره ای به شعاع cm 5/0و فانتوم هم به صورت مکعبی به ضلع cm15 می باشد. آشکارساز به صورت یک مکعب مستطیل به ابعاد 3 cm5/7×3×3 در نظر گرفته شده که تومور فرضی مکعبی شکل به ضلع cm1، در داخل آن قرار دارد.
یافته های پژوهش: نتایج شبیه سازی با ولتاژهای مختلف لامپ اشعه ایکس برای طلا و لوتتیوم در تومور فرضی نشاندار شده با دو غلظت 5 و 10 درصد وزنی به دست آمده است. برای طلا بیشترین فاکتور افزایش دز(Dose Enhancement Factor) در ولتاژ kV100 لامپ اشعه ایکس و در مورد لوتتیوم، بیشینه DEF در دو ولتاژ kV100 و kV160 مشاهده شده است. نقش موثر عناصر فعال ساز موجب افزایش دز جذبی تومور خواهد شد. علاوه بر این، متوسط DEF، در ولتاژ بهینه لامپ و در ناحیه تومور، با دو برابر شدن غلظت برای طلا و لوتتیوم، به ترتیب 68/1 و 76/1برابر خواهد شد.
بر اساس نتایج این تحقیق، اضافه نمودن یک عنصر فعال ساز فوتونی نظیر طلا و یا لوتتیوم در ناحیه تومور، می تواند دز این ناحیه را در مقابل پرتوهای ایکس با انرژی مناسب، به صورت انتخابی افزایش دهد. نگرش استفاده از عناصر فعال ساز می تواند بهره وری در درمان سلول های سرطانی را بهبود بخشد.