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 حساس­کنندگی تاثیر دارند. در این تحقیق با استفاده از شبیه­سازی مونت­کارلو، 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 نرم­افزار ۴Geant، توزیع­های متفاوتی از نانوذرات گادولینیوم و اتم­های گادولینیوم در داخل یک سلول، شبیه­سازی گردید. چشمه پرتوهای X کم انرژی (keV ۸۰- keV ۲۵) و پرانرژی حاصل از شتاب دهنده خطی الکترون (MeV ۲Eave= ) به تک سلول تابانده شد و مقدار دز جذبی در غشاء، سیتوپلاسم و هسته محاسبه گردید. در ادامه با شبیه­سازی 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. پایین­ترین مقدار DEF، مربوط به هسته است. بیش ترین مقدار DEF نیز متعلق به توزیع اتم­های Gd در سیتوپلاسم و توزیع نانوذرات Gd در غشاء به­ترتیب با مقدار ۲۰/۱ و ۱۷/۱ در انرژی keV ۵۲ است. در انرژی MeV ۲، DEF در همه توزیع­ها به مقدار ۱ نزدیک می­شود. در مقیاس نانو مشخص شد که بیش ترین DEF به نانوذرات با شعاع nm ۵۰ مربوط است. مقدار DEF پس از لبه K به شدت افزایش می­یابد. اما در انرژی MeV ۲، مقدار DEF به ۱ نزدیک می­شود.

کلیدواژه ها:

نانو ذرات ، گادولینیوم ، فاکتور افزایش دز ، شبیه سازی مونت کارلو