فهرست مطالب
Iranian Journal of Medical Physics
Volume:7 Issue: 29, 2011
- تاریخ انتشار: 1389/12/28
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحه 1مقدمهژل پلیمری PAGAT در دمای30 درجه سانتی گراد و حتی به مدت چند ساعت وقتی که در دمای اتاق قرار داشته باشد، ساختار ژلی خود را از دست می دهد و محقق مجبور است قبل از تابش دهی قوام آن را توسط یخهای جامد حفظ نموده و ژلها را در یخچال نگهداری کند، لذا جهت افزایش قوام ژل دوزیمتر PAGAT، با اضافه کردن درصد های وزنی مختلف آگارز به ژل PAGAT، ژل دوزیمتر PAGATA ساخته شد.مواد و روش هاجهت تابش دهی ویالها از ماشین60Co- استفاده کرده و توسط MRI ساخت شرکت زیمنس با قدرت 5/1 تسلا تصویر برداری انجام شد. در این تحقیق جهت بررسی پایداری دمایی دوزیمتر ژل پلیمری PAGAT و ساخت ژل PAGATA، از ترکیبات و مواد با درصدهای وزنی زیر استفاده شده است: 5/4 درصد بیس[1]، 5/4 درصد اکریل آمید[2]، 5/4 درصد ژلاتین[3]، 5 میلی مولار تتراکیس[4]، 01/0 میلی مولار هیدروکینون[5]، 5/0 درصد آگارز[6] و 86 درصد آب دو بار تقطیر[7]نتایججهت بررسی ساختار ژلی PAGAT و PAGATA، با درصدهای وزنی صفر، 3/0، 5/0، 1، 5/1 و2 درصد از آگارز ملاحظه شد که در دمای30 درجه سانتی گراد ژل PAGAT کاملا قوام ژلی خود را از دست داد، اما ژل نورموکسیک PAGATA با درصدهای وزنی 3/0، 5/0، 1، 5/1 و2 درصد از آگارز به ترتیب تا دماهای 82، 86، 88، 89 و 90 درجه سانتی گراد پایداری خود را حفظ می کند.بحث و نتیجه گیریبا توجه به اینکه افزایش آگارز، R2 زمینه را افزایش می دهد به طوری که مقدار R2 برای درصدهای وزنی مختلف از آگارز (0، 3/0، 5/0، 1، 5/1 و 2 درصد) در ژل دوزیمتر PAGATA به ترتیب دارای مقادیر 215/1، 975/2، 530/4، 432/7، 820/9 و 05/13 بر ثانیه و میزان حساسیت برای درصدهای وزنی ذکرشده به ترتیب دارای مقادیر 113/0، 1059/0، 125/0، 122/0، 115/0 و 2/0 بر ثانیه – گری می باشد لذا با در نظر گرفتن همه جوانب(مقادیر R2 و میزان حساسیت) مقدار آگارز 5/0 درصد به عنوان مقدار بهینه انتخاب گردید و با تعیین مقدار بهینه 5/0% وزنی از آگارز، پایداری دمایی آن از30 درجه سانتی گراد به86 درجه سانتی گراد افزایش یافت.
کلیدواژگان: ژل دوزیمتری با MRI، دوزیمتر ژله ای PAGATA، دمای ذوب، PAGAT -
صفحه 7مقدمهدیابت رتینوپاتی جزء شایع ترین بیماری های سیستم بینایی انسان به شمار می آید و اصلی ترین عامل نابینایی و کم بینایی در بزرگسالان بین 20 تا 60 سال یا جمعیت کار جوامع غربی می باشد. تشخیص زودهنگام میکروآنوریسمها که از اولین علائم آشکار بیماری رتینوپاتی دیابتی در شبکیه چشم هستند، باعث تشخیص این بیماری در مراحل ابتدایی آن می شود در این مقاله به معرفی روشی نوین برای آشکارسازی خودکار میکروآنوریسم در تصاویر فلورسنت آنژیوگرافی شبکیه چشم پرداخته شده است.مواد و روش هاروش مذکور دارای سه مرحله اصلی است که در مرحله اول تصویر ورودی تحت پیش پردازش قرار می گیرد تا بصورت تصویری با پس زمینه یکنواخت و کنتراست مناسب درآید. در مرحله دوم با استفاده از تبدیل رادون محلی شبکه عروقی و سر عصب اپتیک از تصویر جدا شده و در مرحله آخر نقاط کاندیدای میکروآنوریسم با اعمال یک سطح آستانه گذاری مناسب آشکارسازی می شوند.
برای آزمایش الگوریتم از یک مجموعه شامل120 تصویر فلورسنت آنژیوگرافی شبکیه که نقاط مربوط به میکروآنوریسم آنها توسط چشم پزشک مشخص شده بود، استفاده شده است.نتایجمطابق این روش، نرخ حساسیت بدست آمده در تشخیص بیماری برابر 94%ودر تشخیص دقیق مکان عارضه برابر %92 و نیز ویژگی در تشخیص بیماری 75% و تعداد میانگین تشخیص خطای مثبت برابر 8 بوده است.بحث و نتیجه گیریاعداد بدست آمده برای نرخ حساسیت و نیز میانگین تشخیص خطای مثبت، این الگوریتم را از زمره دقیق ترین الگوریتمهای این حوزه قرار می دهد، ضمن اینکه در این الگوریتم به دلیل استفاده از تبدیل رادون، حساسیت به نویز موجود در تصاویر حذف شده و الگوریتم در مقابل این پدیده اجتناب ناپذیر مقاوم می باشد.
کلیدواژگان: تبدیل رادون محلی، دیابت رتینوپاتی، میکرو آنوریسم، تصاویر فلورسنت آنژیوگرافی شبکیه -
صفحه 15مقدمهپرتو درمانی با پلاکهای چشمی حاوی دانه های رادیواکتیو I125، اغلب در درمان براکی تومورهای بدخیم چشمی بکار برده می شود. در این روش درمانی تعدادی دانه رادیواکتیو، درون پلاکی از جنس طلا که قسمتی از یک پوسته کروی است، قرار می گیرد. سپس پلاک با توجه به محل قاعده تومور به صلبیه بخیه زده می شود. هدف از این درمان، پوشش حجم درمان با دوز حداقل 85 گری می باشد. در این تحقیق از روش مونت کارلو جهت شبیه سازی و محاسبه توزیع دوز چند پلاک چشمی مدل COMS و USC استفاده گردید.مواد و روش هادر این تحقیق از کد مونت کارلو، MCNP-4C، برای شبیه سازی پلاکهااستفاده شد. پلاکهای مورد استفاده عبارتند از: پلاک مدلCOMS با قطر های 12 میلی متر و 20 میلی متر وپلاک USC#9 حاوی دانه های I125. توزیع دوز در فانتوم آب کروی (با شعاع 12 میلی متر)، در شبکه ای حاوی 12×12×12 ازسلولهای مکعب مستطیلی که حاوی کره هایی به شعاع یک میلی مترهستند محاسبه گردید.نتایجدر هر پلاک پروفایل دوز در صفحه مرکزی عمود بر پلاک و خطوط هم دوز در صفحه واقع در پایه تومور و صفحه ای در سطح دوز 85 گری، برای یک درمان 7 روزه تولید گردید.بحث و نتیجه گیریپارامترهای مربوط به تومور که لازم است در انتخاب و یا طراحی یک پلاک چشمی برای یک بیمار در نظر گرفته شود، عبارتند از: قطر پایه تومور، ضخامت تومور، شکل هندسی تومور و موقعیت تومور نسبت به ساختارهای حساس سالم چشم. انتخاب قطر دهانه پلاک با توجه به قطر پایه تومور انجام می گیرد. ضخامت تومور، تعیین کننده تعداد، اکتیویته و آرایش دانه های I125 می باشد. شکل هندسی تومور و موقعیت آن، طراحی پارامترهایی چون: شکل و جنس پلاک و نیاز به کولیماسیون را کنترل می کند.
کلیدواژگان: براکی تراپی، پلاک چشمی، I125، شبیه سازی مونته کارلو -
صفحه 23مقدمهژل های پلیمری دوزیمترهای جدیدی هستند که توزیع دوز را به صورت سه بعدی ارائه می نمایند. از این دوزیمتر می توان در براکی تراپی، که در آن ابعاد تومور نسبتا کوچک بوده و گرادیان دوز زیادی وجود دارد، استفاده کرد. در این مطالعه، توانایی ژل پلیمری MAGICA در ارزیابی مقادیر دوز مطلق و همچنین توزیع دوزهای حاصل از سیم های ایریدیوم-192 با آهنگ دوز پایین در کاشت مثلثی سیستم پاریس در براکی تراپی میان بافتی بررسی شده است.مواد و روش هافانتوم مناسبی از جنس پرسپکس ساخته شد. از لوله های مویین شیشه ای به عنوان تیوب خارجی سیم های ایریدیوم استفاده شد. پلیمرژل ساخته و در فانتوم ریخته شد. پرتودهی فانتوم با سیم های ایریدیوم-192 با آهنگ دوز پایین و پرتودهی لوله های کالیبراسیون با دستگاه کبالت-60 انجام شد. تصویربرداری فانتوم ها و لوله های کالیبراسیون با استفاده از یک ماشین MRI انجام شد. نقشه های R2 (=1/T2) از چندین تصویر T2-wieghted متوالی استخراج شدند. مقادیر دوز حاصل از اندازه گیری پلیمر ژل در نقاط مرجع با مقادیر حاصل از روش محاسبه معمول در همان نقاط و منحنی های ایزودوز حاصل از ژل نیز با منحنی های ایزودوز حاصل از یک سیستم طراحی درمان براکی تراپی (Flexiplan) مقایسه شدند.نتایجمقادیر دوز اندازه گیری شده به وسیله ژل در نقاط مرجع به طور میانگین 75/62% بیش از مقادیر محاسبه شده دوز در همان نقاط بود. بررسی منحنی های ایزودوز نشان داد که حداکثر اختلاف فاصله تا توافق (DTAmax) بین ایزودوزهای حاصل از ژل و ایزودوزهای حاصل از سیستم طراحی درمان در سطوح ایزودوزهای مختلف کمتر از 3 میلی متر می باشد.بحث و نتیجه گیریاگرچه ژل MAGICA مقادیر مطلق دوز را بالاتر از مقادیر محاسبه شده نشان می دهد، اما توانایی گزارش مقادیر نسبی دوز را دارد. بنابراین می توان توصیه کرد که از آن برای ارزیابی نحوه توزیع دوز در بافت درمانی و همچنین کنترل کیفی سیستم های طراحی درمان استفاده شود.
کلیدواژگان: پلیمر ژل دوزیمتری، براکی تراپی میان بافتی، ژل های پلیمری نورموکسیک، سیستم پاریس -
صفحه 35مقدمه
ساز و کار مناسب دوزیمتری شامل اتاقکهای یونیزاسیون، نیمه هادی ها، آشکارسازهای گرمالیانی و فیلم های رادیوگرافی در تعیین منحنی های هم دوز و توزیع دوز عمقی در نواحی با گرادیان بالای دوز، همواره با مشکلاتی روبه رو هستند. با توجه به این مسائل، دامنه ی پژوهش برای استفاده از دوزیمترهایی با قدرت تفکیک مکانی بالا که مقدار مطلق دوز جذبی را با دقت قابل قبول به دست داده و ساخت، تجزیه و تحلیل و حمل و نقل آنها نیز آسان باشد، گسترش یافت. دوزیمتر پری سیژ در مقایسه با دوزیمترهای پلیمری قبلی دارای مزایایی از قبیل حساس نبودن به حضور اکسیژن، جامد بودن و امکان ساخت در هر شکل و قالب است. دراین تحقیق به چگونگی ساخت و بررسی نسبت مواد به کار رفته در دوزیمتر به منظور تعیین بهینه ی حساسیت پرداخته شده است.
مواد و روش هادر فرایند ساخت ژل پری سیژ، ابتدا لوکو مالاکیت گرین به عنوان رنگینه ای که در برابر تابش گاما تغییر رنگ می دهد، در تتراکلرید کربن به عنوان مولد رادیکال آزاد حل شده، ماتریس پلیمری با نام B که نوعی پلی یول است، به آن افزوده می شود سپس مقدار تعیین شده ی کاتالیزور به ترکیب افزوده شده و در آخر ماتریس پلیمری با نام A که نوعی پیش پلیمر است به کل ترکیب اضافه می شود سپس آنها را در ظروفی از جنس پلکسی ریخته و به مدت تقریبا 18 تا 24 ساعت در فشار 60 پی- اس- آی قرار می دهیم. پس از این مدت زمان، ترکیب پلیمر کاملا جامد و سخت شده، توسط سیستم کبالت پرتودهی و با سیستم اسپکتروفوتومتر خوانده می شود.
نتایجنتایج نشان می دهد که حساسیت دوزیمتر پری سیژ با تغییر درصد وزنی لوکو دای و مولد رادیکال آزاد تا میزان 4% مقدار گزارش شده، به بهینه مقدار 0144/0خواهد رسید که آزمایشات انجام شده نسبت به گزارشات موجود بهینه ی این مقدار را نشان می دهد.
نتیجه گیریآزمایشات انجام شده نشان داد که در دوزهای 5/2 تا 55 گری پاسخ دوزیمتر خطی است. با انتخاب و بهینه سازی مواد به کار رفته، افزایش حساسیت دوزیمتر به مقدار دوز دریافتی از گری/واحد دلخواه0099/0 تا مقدار 0144/0 نتیجه می شود.
کلیدواژگان: دوزیمتر رادیوکرومیک، پری سیژ، پلی یورتان، کاتالیزور، مولد رادیکال آزاد، رنگینه -
صفحه 41مقدمهبررسی توزیع بیولوژیکی در مدل های حیوانی یکی از مهمترین روش های کنترل کیفی در بررسی میزان جذب پرتوداروها در تومور نسبت به سایر ارگانها است. هدف از پژوهش حاضر طراحی یک روش نرم افزاری جهت ارزیابی جذب پرتو دارو در تومور و ارگانهای حیاتی بدون کشتن حیوان مدل با استفاده از تصاویر سینتی گرافی در پزشکی هسته ای است.مواد و روش هاپس از تزریق آنتی بادی PR81 نشاندار شده با تکنسیوم 99 به 30 موشBALB/c مبتلا به تومور پستان، تصاویر قدامی و خلفی از موشها 16 ساعت پس از تزریق توسط یک دوربین گامای دو سر برداشته شده و پس از تبدیل آنها به فرمت اینترفایل و انتقال به کامپیوتر شخصی با استفاده از نرم افزار طراحی شده، زوج سازی شدند. سپس با رسمROI دور هر ارگان، شمارش هر ارگان با در نظر گرفتن سهم شمارش زمینه و ضریب کالیبراسیون بدست آمد. پس از تصویر برداری موشها کشته شدند و اکتیویته ارگان های مورد نظر بطور جداگانه پس از توزین با استفاده از یک کنتور چاهی شمارش گردیدند. سپس شمارش بدست آمده برای هر ارگان از هر دو روش (بر حسب شمارش در دقیقه)، بر وزن بافت مورد نظر تقسیم، میانگین گیری و با هم مقایسه گردید.نتایجبین اکتیویته شمارش شده در هر ارگان در روش تشریح حیوان و اکتیویته محاسبه شده در همان ارگان با استفاده از روش نرم افزاری تفاوت معنی داری وجود داشت. با این وجود یک رابطه خطی بین شمارش ارگان های اصلی مشابه یافت شد.بحث و نتیجه گیرینتایج بدست آمده نشان داد که گرچه روش نرم افزاری طراحی شده نمی تواند به دلیل همپوشانی بافت ها با یکدیگر جهت تعیین اکتیویته مطلق همه ارگان ها جایگزین روش تهاجمی شود ولی می تواند جهت مقایسه نسبی اکتیویته تجمع یافته در تومور و ارگان های حیاتی به منظور ارزیابی اولیه کیفیت پرتوداروهای بیولوژیک جهت آشکارسازی تومورها استفاده شود.
کلیدواژگان: توزیع بیولوژیکی، پرتودارو، تصاویرسینتی گرافی، PR81نشاندارشده با تکنسیوم -
صفحه 47مقدمه
تولید حباب های گذرا با اعمال تابش امواج فراصوت بسامد پایین در درمان سرطان موثر می باشد. مطالعات انجام شده در محیط های آبی نشان می دهد که میزان حباب های ایجاد شده در تابش دو یا چند بسامد امواج فراصوت، بیش از تابش تک بسامد خواهد بود. لذا در مطالعه حاضر اثر درمانی تابش همزمان امواج فراصوت با بسامد 150 کیلوهرتز و بسامد 1 مگاهرتز در مقایسه با تابش هر یک از بسامد ها به تنهایی در شرایط درون تنی بر تومور حیوانی آدنوکارسینوما پستان مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت.
مواد و روش هاموش های حامل تومور آدنوکارسینوما در 5 گروه شامل گروه های شم، کنترل، درمان با بسامد 150 کیلوهرتز پیوسته به مدت 30 دقیقه، درمان با بسامد 1 مگاهرتز پالسی به مدت 30 دقیقه و درمان با تابش همزمان دو بسامد 150 کیلوهرتز پیوسته و 1 مگاهرتز پالسی، مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از اعمال پروتکل درمانی، حیوانات حامل تومور به مدت 30 روز تحت بررسی قرار گرفت و پارامترهای تاخیر در روند رشد تومور شامل درصد حجم نسبی، درصد توقف در رشد تومور و زمان رسیدن حجم تومور به دو برابر (T2) و پنج برابر (T5) حجم اولیه استخراج شد.
نتایجنتایج بررسی درصد حجم نسبی تومور در گروه های مورد مطالعه حاکی از تمایز معنی دار میان گروه های با تابش تک بسامد 150 کیلوهرتز پیوسته و 1 مگاهرتز پالسی و نیز تابش همزمان دو بسامد با گروه های شم و کنترل در روزهای سوم تا بیستوچهارم پس از درمان است. درصد مهار شدگی رشد تومور در گروه های اکسپوز شده با دو بسامد به طور معنی داری بیش از گروه های تحت تابش تک بسامد در روزهای سوم، تهم و هجدهم پس از درمان است. مقایسه آماری زمان های رسیدن حجم تومور به دو و پنج برابر حجم اولیه نیز تمایز معنی دار میان گروه های تحت درمان با تابش همزمان دو بسامد را نسبت به گروه های درمان تحت تابش تک بسامد (1 مگاهرتز و 150 کیلوهرتز به تنهایی) نشان می دهد. میانگین طول مدت بقا در گروه های تحت تابش 150 کیلوهرتز تنها و تابش ترکیبی 150 کیلوهرتز و 1 مگاهرتز 85 درصد نسبت به گروه کنترل افزایش می یابد.
نتیجه گیریاعمال تابش همزمان دو بسامد در مقایسه با تابش تک بسامد در کنترل روند رشد تومور آدنوکارسینوما پستان، موثر است.
کلیدواژگان: امواج فراصوت، سطح انرژی کم، حفره سازی گذرا، تابش دو بسامد، آدنوکارسینومای پستان -
صفحه 61مقدمه
لحیم کاری لیزری تکنیک جدید برای ترمیم بافت های مختلف مانند پوست، کبد، غضروف مفصلی و عصب است که می تواند جایگزین مناسبی برای بخیه زدن باشد. برای غلبه بر مشکلات آسیب گرمایی گسترده و عمق نفوذ اندک لیزر در این فرایند از کروموفورهای جاذب خارجی مانند نانوپوسته های طلا – که نوع جدیدی از نانوذرات شامل یک هسته سیلیکایی و پوسته طلا هستند- استفاده می شود. هدف از این تحقیق استفاده از دو غلظت متفاوت نانوپوسته های طلا برای لحیم کاری پوست و بررسی تاثیر پارامترهای مختلف فرایند لحیم کاری بر استحکام کششی پوست ترمیم شده بود.
مواد و روش هادو لحیم پروتئینی با ترکیب آلبومین سرم گاوی و دو حجم متفاوت نانوپوسته طلا تهیه گردید. یک قطعه پوست گوسفند را پس از تمیز کردن وپشم زدایی به قطعات کوچک 4 5 سانتی متر مربع تقسیم و یک زخم تمام ضخامت به ابعاد20 2 میلی متر مربع بر روی ان ایجاد شده و پس از قرار دادن 50 میکرولیتر از لحیم بر روی زخم، پرتودهی در چگالی توان ها و شرایط متفاوت توسط لیزر دیود810 نانومتر انجام گردید. در نهایت استحکام کششی زخم ترمیم شده برای غلظت های متفاوت نانوپوسته، شدت های مختلف لیزر و پارامترهایی مانند تعداد اسکن و سرعت اسکن اندازه گیری شد.
نتایجنتایج نشان دادند که با افزایش شدت لیزر برای هر دو غلظت نانوپوسته های طلا، استحکام کششی ترمیم افزایش می یابد. علاوه بر این در چگالی توان ثابت لیزر، با افزایش تعداد اسکن وکاهش سرعت اسکن استحکام کششی زخم ترمیم شده نیزافزایش می یابد. در این تحقیق شرایط بهینه در شرایط شدت لیزر 60 وات بر سانتی متر مربع، تعداد اسکن 10و سرعت اسکن 2 /0 میلی متر بر ثانیه به دست آمد که در این حالت دمای بافت به 65 درجه سانتی گراد رسید.
بحث و نتیجه گیرینانوپوسته های طلا می توانند جایگزین مناسبی برای ایندوسیانین سبز در لحیم کاری بافت همراه با نتایج امیدوارکننده باشند. با وجود این که با افزایش شدت لیزر استحکام کششی زخم ترمیم شده افزایش می یابد ولی از آنجایی که افزایش شدت با افزایش دمای سطح بافت رابطه مستقیم دارد بنابر این باید یک مقدار بهینه برای شدت در نظر گرفته شود
کلیدواژگان: نانوپوسته های طلا، لحیم کاری پوست، لیزر دیود، استحکام کششی
-
Page 1IntroductionThe PAGAT polymer gel dosimeter melts at 30 ˚C and even at room temperature during the summer, so it needs to be kept in a cool place such as a refrigerator. To increase the stability of the PAGAT gel, different amounts of agarose were added to the PAGAT gel composition and the PAGATA gel was manufactured.Material And MethodsThe PAGATA gel vials were irradiated using a Co-60 machine. Then, the samples were evaluated using a 1.5 T Siemens MRI scanner. The ingredients of the PAGATA normoxic gel dosimeter were 4.5% N-N' methylen-bis-acrylamide, 4.5% acrylamide, 4.5% gelatine, 5 mM tetrakis (THPC), 0.01 mM hydroquinone (HQ), 0.5% agarose and 86% de-ionized water (HPLC).ResultsMelting point and sensitivity of the PAGAT gel dosimeter with addition of 0.0, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0% of agarose were measured, in which the melting points were increased to 30, 82, 86, 88, 89 and 90°C and their sensitivities found to be 0.113, 0.1059, 0.125, 0.122, 0.115 and 0.2 respectively.Discussion andConclusionsAdding agarose increased the sensitivity and background R2 of the evaluated samples. The optimum amount of agarose was found to be 0.5% regarding these parameters and also the melting point of the gel dosimeter. A value of 0.5% agarose was found to be an optimum value considering the increase of sensitivity to 0.125 and melting point to 86°C but at the expense of increasing the background R2 to 4.530.
-
Page 7IntroductionDiabetic retinopathy (DR) is the single largest cause of sight loss and blindness in the working age population of Western countries; it is the most common cause of blindness in adults between 20 and 60 years of age. Early diagnosis of DR is critical for preventing vision loss so early detection of microaneurysms (MAs) as the first signs of DR is important. This paper addresses the automatic detection of MAs in fluorescein angiography fundus images, which plays a key role in computer assisted diagnosis of DR, a serious and frequent eye disease.Material And MethodsThe algorithm can be divided into three main steps. The first step or pre-processing was for background normalization and contrast enhancement of the image. The second step aimed at detecting landmarks, i.e., all patterns possibly corresponding to vessels and the optic nerve head, which was achieved using a local radon transform. Then, MAs were extracted, which were used in the final step to automatically classify candidates into real MA and other objects. A database of 120 fluorescein angiography fundus images was used to train and test the algorithm. The algorithm was compared to manually obtained gradings of those images.ResultsSensitivity of diagnosis for DR was 94%, with specificity of 75%, and sensitivity of precise microaneurysm localization was 92%, at an average number of 8 false positives per image.Discussion andConclusionSensitivity and specificity of this algorithm make it one of the best methods in this field. Using local radon transform in this algorithm eliminates the noise sensitivity for microaneurysm detection in retinal image analysis.
-
Page 15IntroductionOphthalmic plaque radiotherapy using I-125 radioactive seeds in removable episcleral plaques is often used in management of ophthalmic tumors. Radioactive seeds are fixed in a gold bowl-shaped plaque and the plaque is sutured to the scleral surface corresponding to the base of the intraocular tumor. This treatment allows for a localized radiation dose delivery to the tumor with a minimum target dose of 85 Gy. The goal of this study was to develop a Monte Carlo simulation method for treatment planning optimization of the COMS and USC eye plaques.Material And MethodsThe MCNP4C code was used to simulate three plaques: COMS-12mm, COMS-20mm, and USC #9 with I-125 seeds. Calculation of dose was performed in a spherical water phantom (radius 12 mm) using a 3D matrix with a size of 12 voxels in each dimension. Each voxel contained a sphere of radius 1 mm.ResultsDose profiles were calculated for each plaque. Isodose lines were created in 2 planes normal to the axes of the plaque, at the base of the tumor and at the level of the 85 Gy isodose in a 7 day treatment.Discussion andConclusionThis study shows that it is necessary to consider the following tumor properties in design or selection of an eye plaque: the diameter of tumor base, its thickness and geometric shape, and the tumor location with respect to normal critical structures. The plaque diameter is selected by considering the tumor diameter. Tumor thickness is considered when selecting the seed parameters such as their number, activity and distribution. Finally, tumor shape and its location control the design of following parameters: the shape and material of the plaque and the need for collimation.
-
Page 23IntroductionPolymer gels are modern dosimeters providing three dimensional dose distributions. These dosimeters can be used in brachytherapy in which the tumor dimension is relatively small and the dose gradient is high. In this study, the ability of the MAGICA polymer gel was investigated for assessing the absolute dose values as well as the dose distribution of low dose rate (LDR) Ir-192 wires in interstitial brachytherapy based in triangular implants of the Paris system.Material And MethodsA suitable phantom was made from Perspex. Glass tubes were used as the external tubes for holding the Ir-192 wires in the phantom. The MAGICA polymer gel was made and placed in the phantom. The phantom and the calibration tubes were irradiated using LDR Ir-192 wires and a Co-60 teletherapy unit respectively. They were subsequently imaged using an MRI scanner. The R2 (=1/T2) maps were extracted from several sequential T2-weighted MRI images. The dose values resulting from the polymer gel measurements at the reference points were compared with those from the common calculation method at the same points. In addition, the isodose curves resulting from gel dosimetry were compared with those from a brachytherapy treatment planning system (Flexiplan).ResultsThe average of the dose values measured with the gel at the reference points was 62.75% higher than those calculated at the same points. Investigating the isodose curves revealed that the maximum distance to agreement (DTAmax) between the isodoses resulting from the gel and those obtained from the treatment planning system was less than 3 mm at different dose levels. Discussion andConclusionAlthough the MAGICA gel indicates a higher absolute dose value than those calculated commonly, it can give the relative dose values accurately. Therefore, it can be recommended to be used for the assessment of dose distributions for the treatment of tissues as well as quality control of the treatment planning systems.
-
Page 35Introduction
Different dosimetric modalities (e.g., ionization chambers, semiconductors, TLDs, radiographic films) often have some problems determining isodose curves and percentage depth doses in high dose gradient regions. Research has been ongoing to develop portable high resolution dosimetry devices with accurate absolute dosimetry capabilities and easy data analysis. The ‘PRESAGE’ dosimeter is a type of polymer dosimeters with improved characteristics in comparison with older polymer dosimeters. It is solid, insensitive to oxygen, and can be made in different shapes. This work presents the fabrication process for a PRESAGE dosimeter and optimization of its radiation sensitivity.
Material And MethodsThe PRESAGE gel was formed in two steps. In the first step, Leuco Malachite Green was dissolved in a free radical initiator (carbon tetrachloride; CCl4) and a polyol, referred to as ‘Part B’ was added to the solution. The second step consisted of mixing the Leuco dye, a free radical initiator, and a catalyst with ‘Part B’ (a commercially available polyol), then blending them with Part A in equal proportions, placing the blended materials in an appropriate mold, and incubating at an optimal temperature under a pressure of 60 psi for 18 to 24 hours. After this period, the solution turned solid and was subsequently exposed using a cobalt-60 unit. Finally, the PRESAGE gel was read using a spectrophotometer.
ResultsThe results showed that by changing the percentage of both Leuco dye and CCl4 to 4%, an optimum sensitivity of 0.0144 units/Gy can be reached. Discussion and
ConclusionOur results showed that the response function of the PRESAGE dosimeter is linear between 2.5 to 55 Gy. Using different material percentages to make the PRESAGE gel can result in a sensitivity variation ranging from 0.0099 to 0.0144 units/Gy.
-
Page 41IntroductionBiodistribution study in animal models bearing tumors is one of the most important procedures in evaluation of fractional uptake of radiopharmaceuticals in the tumor and non-tumor organs. The aim of this study was to develop a new software-based method to determine activities that accumulate in the main organs as well as the tumor based on scintigraphy images, thereby obviating the need to kill the animals.Material And MethodsThe 99mTc labeled MAb PR81 was injected into 30 BALB/c mice with xenograft breast tumors. Anterior and posterior images of the mice were taken 16 hours post-injection using a two-headed gamma camera. The images were transferred to a PC after converting them into the interfile format. Then the anterior and posterior images of each mouse were conjugated using the designed software. Then the counts were obtained within the regions of interest drawn around each organ and the tumor, considering the calibration and background contribution. Subsequently, the mice were killed and the organs were dissected, weighed and counted individually using a well counter. Finally, the measurements obtained using the two methods were compared.ResultsThe comparison of the results obtained by the two procedures showed that there was a significant difference between them. However, there was a linear relationship between the counts measured by both methods for the main organs.Discussion andConclusionThe results showed that although the new method cannot replace the invasive one to estimate the absolute activity of each organ (mainly due to the overlapping of the organs), it can be used to compare the relative activities of tumor and main organs for initial evaluation of the quality of biologic radiophamaceuticals in diagnosing tumors.
-
Page 47Introduction
Transient cavitations induced by low frequency irradiation of ultrasound can be used to treat tumors. Previous studies in in-vitro experiments have shown that induced cavitation by dual or multiple frequencies of ultrasound is greater than induced cavitation by single frequency irradiation. In this study, we compared and evaluated the treatment effects of dual frequency irradiation of ultrasound (1 MHz and 150 kHz) and single frequency irradiation in in-vivo experiments on breast adenocarcinoma tumors.
Material And MethodIn this study, the tumor-bearing mice were divided into 5 groups: control, sham, treated group for 30 min with 150 kHz frequency in continuous mode, another group with 1 MHz frequency in pulse mode, and treated group with combined dual frequency ultrasound (150 kHz in continuous mode and 1 MHz in 80% pulse mode). To evaluate the effects of ultrasound irradiation on tumor growth delay, the volumes of the tumors were investigated for 30 days. Tumor growth delay parameters including relative volume, inhibition ratio percentage and the required times for the tumor volume to reach to two (T2) and five (T5) times its initial volume were calculated.
ResultsThe results showed that the treated groups with single frequency irradiation of 150 kHz continuous mode and 1 MHz pulse mode and combined dual frequency had statistically significant differences in tumor relative volume percentage during the period of 3 to 24 days after treatment (p<0.05). The percentage of tumor growth inhibition in the treated groups with dual frequency irradiation was significantly greater than the treated groups with single frequency irradiation, especially 3, 9 and 18 days after treatment. There were statistically significant differences between the T2 and T5 times of treated groups with dual frequency ultrasound irradiations compared to single frequency irradiations (p<0.05). The mean survival period for animals in the treated groups with single frequency of 150 kHz and dual frequency ultrasound irradiation were 85% greater than the control group. Discussion and
ConclusionIt is concluded that simultaneous dual frequency irradiation is more effective than single frequency irradiation to control the growth of breast adenocarcinoma tumors.
-
Page 61Introduction
Laser tissue soldering is a new technique for repair of various tissues including the skin, liver, articular cartilage and nerves and is a promising alternative to suture. To overcome the problems of thermal damage to surrounding tissues and low laser penetration depth, some exogenous chromophores such as gold nanoshells, a new class of nanoparticles consisting of a dielectric core surrounded by a thin metal shell, are used. The aims of this study were to use two different concentrations of gold nanoshells as the exogenous material for skin tissue soldering and also to examine the effects of laser soldering parameters on the properties of the repaired skin.
Material And MethodsTwo mixtures of albumin solder and different concentrations of gold nanoshells were prepared. A full thickness incision of 2×20 mm2 was made on the surface and after placing 50 μl of the solder mixture on the incision, an 810 nm diode laser was used to irradiate it at different power densities. The changes of tensile strength, σt, due to temperature rise, number of scan (Ns), and scan velocity (Vs) were investigated.
ResultsThe results showed that the tensile strength of the repaired skin increased with increasing irradiance for both gold nanoshell concentrations. In addition, at constant laser irradiance (I), the tensile strength of the repaired incision increased with increasing Ns and decreasing Vs. In our case, this corresponded to st = 1610 g/cm2 at I ~ 60 Wcm-2, T ~ 65ºC, Ns = 10 and Vs = 0.2 mms-1.Discussion and
ConclusionGold nanoshells can be used as an indocyanine green dye (ICG) alterative for laser tissue soldering. Although by increasing the laser power density, the tensile strength of the repaired skin increases, an optimum power density must be considered due to the resulting increase in tissue temperature.