بررسی فاکتور افزایش دز حاصل از ماده حاجب نانو-گادولینیوم با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو

امروزه استفاده از نانوذرات، در افزایش تاثیر پرتودرمانی پیشرفت های زیادی داشته است. پارامترهای زیادی مانند اندازه، غلظت، نوع و موقعیت درون سلولی نانوذرات و هم چنین نوع و انرژی چشمه تابش در میزان حساس کنندگی تاثیر دارند. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، به بررسی تاثیر حضور گادولینیوم در سلول پرداخته شده است و نقش پارامترهای فیزیکی مذکور، در مقدار فاکتور افزایش دز (DEF) مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این راستا با استفاده از نرم افزار 4Geant، توزیع های متفاوتی از نانوذرات گادولینیوم و اتم های گادولینیوم در داخل یک سلول، شبیه سازی گردید. چشمه پرتوهای X کم انرژی (keV 80- keV 25) و پرانرژی حاصل از شتاب دهنده خطی الکترون (MeV 2Eave=) به تک سلول تابانده شد و مقدار دز جذبی در غشاء، سیتوپلاسم و هسته محاسبه گردید. در ادامه با شبیه سازی یک نانوذره، به بررسی تاثیر اندازه آن و مقدار انرژی چشمه پرتوهای X، در مقدار DEF پرداخته شد. در مقیاس سلولی، افزایش سریعی در مقدار DEF بعد از لبه K رخ داد. پایین ترین مقدار DEF، مربوط به هسته است. بیش ترین مقدار DEF نیز متعلق به توزیع اتم های Gd در سیتوپلاسم و توزیع نانوذرات Gd در غشاء به ترتیب با مقدار 20/1 و 17/1 در انرژی keV 52 است. در انرژی MeV 2، DEF در همه توزیع ها به مقدار 1 نزدیک می شود. در مقیاس نانو مشخص شد که بیش ترین DEF به نانوذرات با شعاع nm 50 مربوط است. مقدار DEF پس از لبه K به شدت افزایش می یابد. اما در انرژی MeV 2، مقدار DEF به 1 نزدیک می شود.