فهرست مطالب

  • سال نهم شماره 2 (پیاپی 37، بهار 1400)
  • تاریخ انتشار: 1400/03/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سید جواد حسینی علی آبادی، داریوش سرداری*، الهام سعیدزاده، سمانه برادران صفحات 1-10

    پرتودرمانی یکی از روش های موثر در درمان سرطان است. استفاده از پروتون و یون های سبک در درمان پرتویی به علت برهم کنش فیزیکی متفاوت نسبت به فوتون ها و اعمال دز متمرکز در ناحیه براگ در حال توسعه می باشد. با این حال ارایه روش های نوین در افزایش بازده درمان همواره مورد توجه بوده است. یکی از این روش ها، افزودن نانوذرات مواد با عدد اتمی بالا به بافت است که ضمن افزایش عدد اتمی موثر بافت، موجب ارتقاء دز موثر در زمان درمان پرتویی و ایجاد آسیب های بیشتر در DNA بافت هدف می گردد. در این مقاله با استفاده از ابزار Geant4-DNA، مولکول B-DNA با فرمت بانک اطلاعاتی پروتیین، (PDB) را در هندسه شبیه سازی توزیع نموده و آسیب های وارده از طریق برهم کنش پروتون در گستره انرژی 1/0 تا MeV 20 را محاسبه کرده ایم. تعداد و بازده آسیب های تک رشته ای (SSB) و دورشته ای (DSB) با درنظر گرفتن برهم کنش های مستقیم و غیرمستقیم با/ بدون حضور نانوذرات محاسبه شده است. با مقایسه مشاهده شد که نتایج محاسبات بدون نانوذرات با نتایج حاصل از پژوهش های قبلی سازگاری خوبی دارد. نتایج به دست آمده از این تحقیق، افزایش آسیب ها تا 15 درصد برای آسیب های تک رشته ای و تا 80 درصد برای آسیب های دورشته ای را در حضور نانوذرات طلا نشان می دهد. هم چنین میزان آسیب های DNA در حضور نانوذرات ید و گادولینیوم به ترتیب با 7 و 13 درصد کاهش نسبت به طلا مشاهده شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد نانوذرات می توانند با هدف بهبود اثربخشی درمان پرتوی مورد استفاده قرار گیرند.

    کلیدواژگان: پروتون تراپی، آسیب های تک رشته ای، آسیب های دورشته ای، نانوذرات، DNA، شبیه سازی Geant4-DNA
  • علی اسدی*، سید ابوالفضل حسینی، ناصر وثوقی صفحات 11-20

    در طول فرآیند پروتون درمانی، در اثر برهم کنش های هسته ای پروتون با مواد موجود در خط انتقال پرتو، نوترون های ثانویه تولید می شوند. در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، دز جذبی ناشی از نوترون های ثانویه تولید شده در یک فانتوم RW3 تخمین زده و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شده است. برای این منظور، دز ایجاد شده توسط نوترون های تولیدی از برخورد پرتوهای پروتونی با انرژی 100، 150، 200 و 220 مگا الکترون ولت با فانتوم، توسط آشکارسازهای کره بونر و شمارگر تناسبی معادل بافت برای موقعیت های مختلف در اطراف فانتوم، به عنوان تابعی از انرژی، طول ناحیه گسترش قله براگ و ابعاد میدان درمانی بررسی شد. با افزایش انرژی پرتوهای پروتونی از 100 تا 220 مگا الکترون ولت، دز ناشی از نوترون های تولیدی بسته به موقعیت آشکارساز در اطراف فانتوم تا 50 برابر افزایش مشاهده شد. تاثیر افزایش ابعاد میدان از 2 در 2 به 20 در 20 سانتی مترمربع باعث افزایش مقدار دز تا مرتبه 40 برابر برای یک انرژی خاص شد. هم چنین با افزایش طول ناحیه گسترش قله براگ تا 5 سانتی متر، یک افزایش شدید در مقدار دز مشاهده شد. بعد از 5 سانتی متر، روند افزایشی متوقف شده و مقدار دز ناشی از نوترون های ثانویه از افزایش طول ناحیه گسترش قله براگ تاثیر نگرفت.

    کلیدواژگان: پروتون درمانی، نوترون ثانویه، مونت کارلو، اسکن نقطه ای
  • مهدی اژئیان*، ابراهیم حاجی علی صفحات 21-26

    به منظور بررسی تاثیر ناخالصی بر رفتار دزیمتری تک بلورهای کلریدپتاسیم، تک بلورهای KCl بدون ناخالصی و نیز همراه با ناخالصی های Li، Ti و Ca به روش چکرالسکی رشد داده شدند. قطعات تهیه شده از بلورهای فوق در دمای اتاق تحت تابش پرتوی یون ساز گاما با دزهای مختلف قرار گرفتند. در دز kGy 15، نقایص نقطه ای (مراکز رنگی) ایجاد شده توسط اسپکتروسکوپی جذبی مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، علاوه بر باندهای جذب F و Vk که ویژه شبکه KCl هستند، باند کوچکی در ناحیه فرابنفش دیده می شود که علت ظهور آن، ناخالصی Li تشخیص داده شد. تاثیر دیگر Li با تغییر شکل و مکان باند F به سمت انرژی های کمتر ظاهر می شود. حضور ناخالصی های Ti و Ca نیز به ترتیب به شکل افزایش پایداری اپتیکی و بالا رفتن حساسیت اندازه گیری منحنی جذب، نمود می یابد. در بررسی منحنی های درخشندگی در اندازه گیری طیف ترمولومینسانس (TL) نمونه های بلوری فوق که پس از دریافت پرتو گاما با دز kGy 30 مورد سنجش قرار گرفتند، اثر Li به عنوان مرکز دام الکترونی، Ti برای افزایش عمق دام و Ca به عنوان مرکز دام الکترونی Z1 با تشکیل دی پل (Vc - Ca2+) ظاهر می شود و درنتیجه امکان مطالعه بیشتر برای پدیده دزیمتری در این محیط را فراهم می سازد.

    کلیدواژگان: رشد تک بلور، هالید قلیایی، مراکز رنگی، ناخالصی، دزیمتر
  • محبوبه هادیان جزی*، مهدی صادقی، محمدرضا قاسمی صفحات 27-35

    هدف از پرتودرمانی، بیشینه نمودن دز اعمال شده به تومور و در عین حال کمینه کردن دز در بافت های سالم مجاور است. یک رویکرد جدید برای دستیابی به این هدف، استفاده از موادی با عدد اتمی بالا برای نشاندار کردن ناحیه تومور است. در این مطالعه، از گادولینیوم بدین منظور، استفاده شده است. در بخش عملی تحقیق از چشمه ی گامای MV 6 شتاب دهنده خطی الکترون واقع در بیمارستان میلاد اصفهان و فانتومی مکعب شکل حاوی آب استفاده شد. ناحیه آشکارساز که محل قرارگیری فیلم های گاف کرومیک است، مکعب مستطیلی از جنس پلکسی گلاس است که محل فرضی تومور و بافت های سالم در دو طرف آن است و در داخل فانتوم قرار می گیرد. غلظت های مختلفی از گادولینیوم به ناحیه تومور تزریق و فاکتور افزایش دز (DEF) در نواحی مختلف آشکارساز بررسی شد. با استفاده از بسته ی نرم افزاری Geant4، فانتوم و آشکارساز شبیه سازی گردید. فاکتور افزایش دز در نواحی مختلف آشکارساز، برای چشمه پرتوهای ایکس کم انرژی، پرتوهای گامای MeV 2 (انرژی میانگین شتاب دهنده خطی الکترون) و طیف انرژی فوتون های حاصل از شتاب دهنده خطی MV 6 و برای غلظت های مختلف گادولینیوم محاسبه شد. بررسی نشان می دهد فاکتور افزایش دز با افزایش غلظت گادولینیوم افزایش می یابد. انرژی بهینه برای فاکتور افزایش دز در همه غلظت های گادولینیوم در حدود keV 70 به دست می آید و با افزایش انرژی فوتون ها اثر آن کاهش پیدا می کند. در طیف انرژی MV 6 شاهد نوساناتی در مقدار DEF برای غلظت های مختلف گادولینیوم هستیم که علت آن وجود طیف انرژی پایین و بالای انرژی فوتون است.

    کلیدواژگان: پرتودرمانی، Geant4، فیلم گاف کرومیک، فاکتور افزایش دز، حساس کننده
  • مینا مروی، مهدی صالحی باروق*، سمیه غلامی صفحات 37-44

    دقت در طراحی درمان براکی تراپی یک جنبه اساسی در درمان سرطان می باشد. مطالعه حاضر با هدف ارزیابی دقت محاسبات سیستم طراحی درمان در براکی تراپی سرطان رحم، توسط دستگاه BEBIG-60Co با انجام دزیمتری سطحی پوست با استفاده از دزیمترهای ترمولومینسانس (TLD) می باشد. جهت انجام این تحقیق 11 بیمار دارای سرطان رحم انتخاب شده که تحت درمان براکی تراپی بودند. به منظور اندازه گیری دز سطح پوست، دزیمترهای  TLDدقیقا بر روی پوست بیمار در امتداد استخوان سمفیزیک پوبیس و سمت چپ/ راست لگن او قرار داده شدند. سرانجام مقایسه ای بین محاسبه دز حاصل از سیستم طراحی درمان و دز اندازه گیری شده توسط دزیمترهای TLD انجام شد. حدود 90% از کل موارد بین محاسبات دز طراحی درمان و اندازه گیری TLD مطابقت خوبی وجود داشت. افزایش دز در وضعیت قدامی بیماران شماره 5 و 11 می تواند ناشی از جابه جایی اپلیکاتور در جهت طول باشد. برای بیمار شماره 8 حرکت اپلیکاتور اویید به سمت راست منجر به افزایش دز و افت در جهت های راست و چپ شد. چندین عامل مانند حرکت نشانگرها بر روی پوست بیمار و جابه جایی اپلیکاتورها در طول انتقال بیمار بین اتاق های تصویربرداری و درمان باعث اختلاف دز TLD در مقایسه با مقدار دز طراحی درمان می باشد. بنابراین روش اندازه گیری دزیمتری سطح پوست می تواند یک روش مناسب برای تایید صحت دز در درمان سرطان رحم با نرخ دز بالا باشد.

    کلیدواژگان: براکی تراپی، اپلیکاتور، براکی تراپی سرطان رحم، طراحی درمان، دزیمتری ترمولومینسانس
  • محسن محرابی*، صادق کریمی صفحات 45-52

    در این تحقیق نانوذرات کلسیم سولفات آلاییده شده با درصدهای مختلفی از ناخالصی ایتربیم با استفاده از روش شیمیایی هم رسوبی ساخته شده اند. خصوصیات ساختاری و ظاهری نانوذرات به وسیله تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و الگوی پراش پرتوی ایکس مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از روش ویلیامسون-هال اندازه تقریبی 36 نانومتر برای ذرات به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که نانوذرات ساخته شده با حضور سرفکتنت ساختار همگن و تقریبا کروی شکل دارند. هم چنین منحنی تابش ترمولومینسانس نسبت به پرتوی گاما و طیف فوتولومینسانس نمونه ها مورد بررسی قرار گرفتند. در طیف گسیلی فوتولومینسانس نانوذرات یک قله مشخص در طول موج 1070 نانومتر دیده می شود که به خوبی برای یون های ایتربیم شناخته شده اند و مربوط به انتقال الکترونی از ترازهای 2F5/2 به 2F7/2 می باشد. علاوه براین نتایج نشان می دهد که ذرات ساخته شده در این روش در دزهای بالا به پرتو گاما حساس می باشند و در بازه 10 تا 104 گری از خود پاسخ خطی نشان می دهند. میزان محوشدگی نمونه ها در طی یک ماه 10 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: ترمولومینسانس، کلسیم سولفات، هم رسوبی، فوتولومینسانس، نانوذرات، پرتو گاما
  • طاهره بیکی، میرشهرام حسینی پناه*، فرخ حجت کاشانی صفحات 53-56

    در این مقاله، یک فیلتر جدید دوبانده میان گذر به منظور سنجش و بهینه سازی میزان تابش امواج وای فای در محدوده فرکانسی غیریونساز 4/2 و 5 گیگاهرتز طراحی و شبیه سازی شده است. در روش جدید ارایه شده برای آشکارسازی، امواج وای فای در ابتدا فیلتر و سپس در آشکارساز به سیگنال جریان مستقیم تبدیل شدند. این فیلتر از یک تشدیدگر فراماده ای مکمل حلقه شکاف دار تشدیدی و یک خازن اینتردیجیتال تشکیل شده است که روی یک موج بر هم سطح با دی الکتریک راجرز 3003 و امپدانس مشخصه 50 اهم چاپ شده است. در مدل مدار معادل فیلتر میان گذر فراماده مکمل حلقه شکاف دار تشدیدی به صورت یک مدار تانک نشان داده شد که با خط انتقال موج بر هم سطح به طور موازی قرار گرفت. خازن کوپلینگ اینتردیجیتال نیز به شکل سری با موج بر بسته شد. با تغییر شعاع مکمل حلقه شکاف دار تشدیدی و طول خازن اینتردیجیتال فرکانس در قطب های انتقالی فیلتر تنظیم پذیر گردید. سازوکار کوپلینگ الکترومغناطیسی حاکم بر المان ها بیان شد. براساس نتایج حاصل از نمودار پارامترهای پراکندگی افت بازگشتی در قطب های انتقالی بیش تر از 40 دسی بل و تلف انتقالی در باندهای میان گذر کم تر از 3/0 دسی بل بود.

    کلیدواژگان: فیلتر دوبانده میان گذر، امواج وای فای، سنجش و بهینه سازی، فراماده، غیریونساز، آشکارساز الکترومغناطیس، پروب، حفاظت در برابر اشعه
  • سید محمدرضا هاشمی، پیوند طاهرپرور*، محمد رزاقی صفحات 57-67

    دوربین کامپتون دستگاهی است که به منظور تصویربرداری از چشمه های گسیلنده گاما با انرژی بالا توسعه یافته است. مزیت این دوربین نسبت به دوربین های تصویربرداری SPECT، در حساسیت، نحوه آشکارسازی پرتو های گاما و استفاده از طیف وسیعی از انرژی پرتوهای گامای فرودی می باشد. تمامی موارد ذکرشده سبب گردیده که این دستگاه، کاربردهای ویژه ای جهت استفاده در موارد تصویربرداری پزشکی هسته ای و به خصوص هادرون تراپی داشته باشد. از طرفی بازسازی تصویر در دوربین کامپتون، نسبت به مدل های معمول بسیار پیچیده تر است و در واقع با نگاره های سطح-مخروطی مواجه هستیم؛ که در این رابطه روش های متفاوتی برمبنای روش تکرار به منظور بازسازی تصاویر توسعه یافته است. دوربین پراکندگی کامپتون شامل دو آشکارساز است که آشکارساز نزدیک تر به چشمه به منظور رخداد و ثبت پراکندگی کامپتون در این آشکارساز و دومین آشکارساز که در پشت آشکارساز ابتدایی قرار می گیرد (دورتر از چشمه)، برای جذب فوتون های پراکنده شده (توسط آشکارساز اول) طراحی شده است. موقعیت، انرژی و زمان برهم کنش توسط هر دو آشکارساز محاسبه می شود. به کمک انرژی نهشت یافته در دو آشکارساز و هم چنین ثبت موقعیت برهم کنش، زاویه گشودگی و راس مخروط کامپتون قابل محاسبه خواهد بود. در ادامه نیز با تصویر این مخروط ها در فضای تصویر و یافتن نقاطی که پیکسل های اختصاص یافته به مخروط ها تراکم بیش تری دارند می توان بازسازی تصویر را برای دوربین کامپتون و در یک رصد انجام داد. در این مقاله، شبیه سازی دوربین کامپتون در نرم افزار GATE صورت پذیرفته و اثرات تغییر ضخامت بر نحوه آشکارسازی دوربین کامپتون، برای یک فانتوم شامل چهار کره پرتوزا بررسی شده است. بازسازی تصویر به کمک الگوریتم LM-MLEM در نرم افزار MATLAB انجام شده است. نتایج نشان می دهد که تخمین ضخامت های بهینه برای آشکارساز پراکننده دوربین کامپتون، با توجه به الگوریتم متفاوت بازسازی و نیز توازن میان ثبت رویدادها در آشکارساز جاذب و پراکننده به شرایط تصویربرداری و نوع چشمه پرتوزا وابسته است، اگرچه برای آشکارساز جاذب، ضخامت موثر برای افزایش جذب هرچه بیشتر رویدادها مورد نیاز است. میزان تکرار بر کارایی الگوریتم تاثیر مستقیمی داشته و نیز مشخصات دوربین می تواند بر کیفیت تصویر، به شدت تاثیرگذار باشد.

    کلیدواژگان: دوربین کامپتون، هادرون تراپی، بازسازی تصویر، GATE
|
  • Seyed Javad Hosseini-Aliabadi, Daryush Sardari*, Elham Saeedzade, Samaneh Baradaran Pages 1-10

    Radiation therapy is one of the most effective methods in the treatment of cancer. The use of protons and light ions in radiation therapy is developing due to the different physical interactions with the photons and the application of concentrated doses in the Bragg region. However, new methods to increase the efficiency of treatment have always been considered. One is addition of nanoparticles of high-Z materials to the tissue, which while increasing the effective atomic number of the tissue, increases the effective dose during radiation therapy and causes more damage to the DNA. In this study, using the Geant4-DNA toolkit, we defined B-DNA as PDB format in the geometry. DNA damages after proton interactions in the energy range of 0.1 to 20 MeV were calculated. The number and efficiency of single-strand breaks (SSB) and double-strand breaks (DSB) have been calculated by considering direct and indirect interactions with / without the presence of nanoparticles. By comparison, it was found that the obtained results without nanoparticles are well consistent with previous studies. The results of this study show an increase of up to 15% for single-strand damage and up to 80% for double-strand breaks in the presence of gold nanoparticles. Also, the amount of DNA damage in the presence of iodine and gadolinium nanoparticles was reduced by 7% and 13% compared to gold, respectively. The results of this study show that nanoparticles can be used to improve the effectiveness of radiation therapy.

    Keywords: Proton therapy, Single Strand Break, Double Strand Break, Nanoparticles, DNA, Geant4-DNA
  • Ali Asadi*, Seyed Abolfazl Hosseini, Naser Vosoughi Pages 11-20

    During the proton therapy process, secondary neutrons are produced by the nuclear interactions of protons with the materials in the beam transmission line. In this study, the dose due to the secondary neutrons produced in an RW3 phantom was estimated using Monte Carlo simulation and was compared with the measured values. To do this, the neutron dose due to the collision of proton beams with energies of 100, 150, 200 and 220 MeV with the phantom, was investigated by Bonner sphere detectors and a tissue-equivalent proportional counter for different positions around the phantom vs. proton energy, length spread-out Bragg peak and the dimensions of the treatment field. With increasing energy from 100 to 220 MeV, depending on the position of the detector around the phantom, the dose due to neutron was increased up to 40 times. The effect of increasing the field dimensions from 2×2 to 20×20 cm leads to increase the induced dose up to 40 times for a specific energy. Also, with increasing the length of the spread-out Bragg peak up to 5 cm, a sharp increase in the dose was observed; after 5 cm, the increasing trend stopped and the dose amount did not affect the increase in the length of the Bragg peak spread area.

    Keywords: Proton therapy, Secondary neutron, Monte Carlo, Spot scanning
  • Mahdi Ezheiyan*, Ebrahim Hajiali Pages 21-26

    In order to investigate the effect of impurities on the dosimetric behavior of potassium chloride single crystals, KCl single crystals were grown without impurity and with impurities of Li, Ti, and Ca by Czochralski method. Pieces prepared from above crystals were irradiated at room temperature under gamma ionizing radiation at different doses. At the dose of 15 kGy, spot defects (color centers) created by absorption spectroscopy were investigated. In this study, in addition to the absorption bands F and Vk, which are specific to the KCl network, a small band was observed in the ultraviolet region, which resulted in the detection of Li impurities. The other effect of Li appears to be at lower energies with the deformation of the F band. The impurities of Ti and Ca were also observed in the form of increased optical stability and increased sensitivity of absorption curve measurements, respectively. In the study of luminosity curves in measuring the thermoluminescence (TL) spectra of the above crystalline samples that were measured after receiving gamma ray at a dose of 30 Gy, the effect of Li as the center of electron trap, Ti for increasing the depth of trap and Ca as the center of trap were identified. The Z1 electron appears in the formation of dipole (Vc - Ca2+) and thus allows further study of the dosimetry phenomenon in this environment.

    Keywords: Single crystal growth, Alkaline halide, Color centers, Impurity, Dosimeter
  • Mahboobe Hadiyan-Jazi*, Mahdi Sadeghi, Mohammad Reza Ghasemi Pages 27-35

    The aim of radiation therapy is to maximize the dose applied to the tumor while minimizing the dose in adjacent healthy tissues. A new approach to meet this requirement is using high atomic number materials to label the tumor site. In this study, gadolinium was used for this purpose. In the practical part of the research, the 6 MV gamma source of linear electron accelerator located in Milad Hospital of Isfahan and a cubic phantom containing water were used. The detector area, which houses gafchromic films, is a rectangular cube, which is the hypothetical location of the tumor and healthy tissues on either side of it and is located inside the phantom. Different concentrations of gadolinium were injected into the tumor area and the dose enhancement factor (DEF) was investigated in different areas of the detector. The phantom and detector were simulated using the Geant4 software package. The dose enhancement factors were calculated in different regions of the detector and for different concentrations of gadolinium irradiated with low energy X-rays, 2 MeV gamma rays (mean energy of linear electron accelerator) and the photon energy spectra of 6 MV linear. Study shows that the dose enhancement factor increases with increasing gadolinium concentration. The optimum energy for DEF at all concentrations of gadolinium is about 70 keV, and its effect decreases as the energy of the photon increases. In the energy spectrum of 6 MV we see fluctuations in the amount of DEF for different concentrations of gadolinium due to the presence of low and high energy spectra of photons.

    Keywords: Radiotherapy, Geant4, Gafchromic film, Dose Enhancement Factor, Radiosensitizer
  • Mina Marvi, Mehdi Salehi Barough*, Somayeh Gholami Pages 37-44

    Careful treatment planning of brachytherapy is an essential aspect of cancer treatment. The aim of this study was to evaluate the accuracy of calculations of treatment design system in GYN brachytherapy by BEBIG-60Co device by performing entrance skin dosimetry (ESD) using TLD dosimeters. For this study, 11 GYN cancer patients selected for brachytherapy to measure skin surface dosimetry. Finally, a comparison was made between the dose calculation from the treatment design system and the dose measured by the TLDs. In about 90% of the cases, there was a good agreement between the treatment dose calculation and the TLD measurement (taking into account the 5.5% uncertainty for the TLD). Increasing the dose in the anterior position of patients 5 and 11 can be due to the displacement of the applicator in the direction of length. For patient No. 8, moving the Ooid applicator to the right has led to an increase in dose and a decrease in the right and left directions. Several factors, such as the movement of markers on the patient's skin and the movement of applicators during patient transfer between imaging and treatment rooms, cause differences in the dose of TLDs compared to the dose of TPS. Therefore, the method of dosimetry of the skin surface can be a suitable method to confirm the accuracy of the dose in the treatment of GYN HDR.

    Keywords: Brachytherapy, Applicator, GYN brachytherapy, Treatment Planning System, TLD dosimetry
  • Mohsen Mehrabi*, Sadegh Karimi Pages 45-52

    In this study, calcium sulfate nanoparticles doped with different percentages of ytterbium impurities were synthesized using the co-precipitation method. The structural properties and morphology of the nanoparticles were investigated by scanning electron microscopy (SEM) images and X-ray diffraction (XRD) patterns. Using the Williamson-Hall method an approximate size of 36 nm was obtained for the nanocrystallites. The results showed that nanoparticles synthesized with the presence of surfactant have a homogeneous and almost spherical structure. Also, the thermoluminescence glow curve following gamma irradiation and the photoluminescence spectrum of the samples were studied. The emission peak of photoluminescence at wavelength 1070 nm can be attributed to 2F5/2 to 2F7/2 transition. In addition, the results show that the nanoparticles synthesized in this method are sensitive to gamma rays at high doses and show a linear response in the range of 10 Gy up to 104 Gy. The fading of the samples during one month was about %10.

    Keywords: Thermoluminescence, Calcium sulfate, Co-precipitation, Photoluminescence, Nanoparticles, Gamma ray
  • Tahereh Beiki, Mirshahram Hosseinipanah*, Farrokh Hojjat Kashani Pages 53-56

    In this paper, a novel dual-band bandpass filter for the measurement and optimization of Wi-Fi waves exposure in the non-ionizing frequency range of 2.4 and 5 gigahertz, has been designed and simulated. In the novel proposed method for detection, initially the Wi-Fi waves have been filtered and then converted to the direct current signal in the detector. This filter consists of a complementary split ring resonator metamaterial and an interdigital capacitor which has been printed on a 50 ohms coplanar waveguide with the Rogers 3003 dielectric. In the equivalent circuit model of the bandpass filter, the complementary split ring resonator has been represented by a tank circuit which is in parallel with the coplanar waveguide. The interdigital coupling capacitor is in series with the waveguide. By adjusting the complementary split ring resonator radius and the interdigital capacitor length, the frequency of transmission poles of the filter can be tuned. The electromagnetic coupling mechanism in the components has been discussed. According to the results of the scattering parameters curve, the return loss at the transmission poles is more than 40 dB while the insertion loss in passbands is less than 0.3 dB.

    Keywords: Dual-band bandpass filter, Wi-Fi waves, Measurement, optimization, Metamaterial, Non-ionizing, Electromagnetic detector, Probe, Radiation Safety
  • Seyed Mohammadreza Hashemi, Peyvand Taherparvar*, Mohammad Razzaghi Pages 57-67

    The Compton camera has been developed to estimate high-energy gamma-ray sources distribution. The advantages of this modality over SPECT system are larger field of view, higher sensitivity, and wider energy range. All of the mentioned properties of this device caused to have special applications for use in nuclear medicine and especially hadron therapy. Image reconstruction in the Compton camera are more complex in comparison with conventional imaging systems. In this way, different methods based on the iteration method have been developed to reconstruct the images. In fact, image reconstruction in Compton camera is performed by using conical projections and cone surfaces which gamma rays are probably emitted from them. Finally, cone surfaces projected into the image matrix. The Compton scattering camera consists of two detectors, the detector closest to the source for the occurrence and recording of the Compton scattering in this detector, and the second detector located behind the primary detector (farther from the source) designed to absorbing  the scattered photons (by the first detector). Position, energy and interaction time are stored by both detectors. Opening angle and the apex of the Compton cone can be calculated by using the amount of energy deposition in the two detectors and the location of the interactions. By having cone characteristics, cone surface is projected into the image space which allows to estimate the values of the traversed voxels. In this way, 3-D distribution of the source could be acquired by single-shot and without collimator. In this paper, the results of the Compton camera simulation in the GATE code are presented along with the written reconstruction algorithm. Then the effects of the detector thickness variations are evaluated by using a simulated phantom consisting of four radioactive spheres with different diameters. Image reconstruction was performed using LM-MLEM algorithm, which is based on the iterative method, in MATLAB software. The results of the image analysis show that the characteristic of the detector in the Compton camera along with iteration number have a strong impact on image quality.

    Keywords: Compton camera, Hadron therapy, Image Reconstruction, GATE